一种高导热型橡胶金属复合材料的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种高导热型橡胶金属复合材料的制备方法，属于复合材料技术领域。本发明专利技术技术方案采用纳米纤维矿物蛇纹石为模板合成多孔炭材料，其矿物自身分解产生水蒸气对炭材料具有一定的活化作用形成微孔，蛇纹石纳米纤维的互相堆叠可形成相互连通的大孔道，可一步得到兼具微孔、中孔和大孔结构的多级孔结构炭材料，通过将金属水热沉积包覆至材料孔隙内部后，经包覆改性和填充，有效改善材料的导热性能，提高材料的导热效应；且本发明专利技术采用多孔纤维材料为结合位点，将橡胶材料复合过程中嵌入至多孔材料孔隙内部，经铆合嵌合等作用，有效包覆和提高材料的结合强度，改善材料的结合性能，提高材料的结合稳定强度，改善材料的加工性能和机械强度。

Preparation of a High Thermal Conductivity Rubber Metal Composite

The invention relates to a preparation method of a high thermal conductivity rubber metal composite material, belonging to the technical field of composite materials. The technical scheme of the invention adopts nano-fibre mineral serpentine as template to synthesize porous carbon materials, whose mineral self-decomposition produces water vapor which has certain activation effect on carbon materials to form micropore, and the stacking of serpentine nanofibers can form interconnected macroporous channels, thus obtaining multistage porous carbon materials with microporous, mesoporous and macroporous structures in one step. After thermal deposition is coated into the pore interior of the material, the thermal conductivity of the material is effectively improved by coating modification and filling, and the thermal conductivity of the material is improved; moreover, the porous fiber material is used as the binding site to embed the rubber material into the pore interior of the porous material during the composite process, and the bonding strength of the material is effectively coated and improved by riveting and other functions. Performance, improve the bond stability strength of materials, improve the processing performance and mechanical strength of materials.

【技术实现步骤摘要】
一种高导热型橡胶金属复合材料的制备方法
本专利技术涉及一种高导热型橡胶金属复合材料的制备方法，属于复合材料

技术介绍
近年来，随着电子技术突飞猛进的发展，电子产品性能日益提高，其小型化、集成化、密集化程度亦不断增高，与此同时电子产品的消耗功率和发热量也急剧升高。高温会使电子设备的稳定性降低，可靠性下降和使用寿命缩短，为保证设备高效平稳运行，如何将热量快速有效的排出成为亟待解决的问题。目前有效的解决方法是将散热器与发热电子元件一起安装，靠两者接触将热量导出，但由于界面热阻的存在，限制了散热器导热能力。造成界面热阻的原因是两者接触界面不可能完全平整，导致散热器与元件界面约99%被空气间隙隔开，而空气的热导率只有0.026W/m·K，大大降低了散热效果。解决这一问题的方法是使用具有高导热性的热界面材料置于发热电子元件和散热器之间，占据两者间的间隙，排除热传导率低的空气，形成高效的传热通道来大幅度减小接触热阻，提高散热器的效率最终将热量及时排出。导热弹性体属于热界面材料的一种，具有可填充较大面积和较大间隙热界面、安装拆卸简便、可重复利用、阻尼减震等优点，故被广泛应用。理想的导热弹性体TIM不仅要求具有高热导率、低热膨胀系数，还要求易形变。高导热可以降低热界面材料自身的热阻、传热效率；形变能力越好，在较低安装压力条件下导热弹性体TIM与接触面契合得越好，能够最大可能地填充接触表面的空隙，降低接触面间的接触热阻。导热弹性体大都由硅橡胶与非金属导热填料共混制备。根据热传导原理，非金属晶体材料通过排列整齐的晶格振动格波来传递热量；而非晶体材料内部都是无规则排列的分子或原子，只能通过分子或原子围绕一个固定位置做热振动把能量依次给相邻的分子或原子来实现热的传导。就聚合物而言，多为饱和体系，没有自由电子存在，整个分子链不能自由运动，只能发生原子、基团或链段的振动，聚合物热导率往往很低，所以要制备高导热聚合物复合材料必需选择高导热填料对聚合物进行填充。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题：针对现有导热聚合物材料导热性能不佳的问题，提供了一种高导热型橡胶金属复合材料的制备方法。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：（1）按重量份数计，分别称量45～50份质量分数50％乙醇溶液、10～15份蛇纹石纤维和25～30份质量分数5％蔗糖溶液置于烧杯中，搅拌混合并超声分散，收集分散液并保温反应，得分散浆液；（2）将分散浆液并置于瓷舟中，将其置于管式气氛炉中，通氩气排除空气，待通入完成后，搅拌混合并升温加热，保温煅烧，收集得煅烧材料，对煅烧材料淋洗并洗涤干燥，得改性多孔碳纤维材料；（3）按质量比1:15，将硫酸钴添加至去离子水中，搅拌混合并收集得混合液，按重量份数计，分别称量45～50份混合液、10～15份质量分数5％硫代硫酸钠溶液、和1～2份质量分数50％氢氧化钾置于烧杯中，搅拌混合并收集反应液；（4）按质量比1：1：10，将改性多孔碳纤维材料、质量分数5％水合肼添加至反应液中，静置、洗涤、干燥得填充改性材料；（5）按重量份数计，分别称量45～50份氯化聚乙烯、10～15份填充改性材料、30～50份三元乙丙橡胶、1～2份硫化剂、1～2份促进剂808、1～2份硫化剂BIPB置于双辊开炼机上开炼并收集开炼材料，混炼、停放，即可制备得所述的高导热型橡胶金属复合材料。步骤（1）所述的保温反应温度为150～160℃。步骤（2）所述的升温加热为按5℃/min升温至650～700℃。步骤（2）所述的淋洗为用质量分数2％氢氟酸淋洗3～5次后。本专利技术与其他方法相比，有益技术效果是：（1）本专利技术技术方案采用纳米纤维矿物蛇纹石为模板合成多孔炭材料，其矿物自身分解产生水蒸气对炭材料具有一定的活化作用形成微孔，蛇纹石纳米纤维的互相堆叠可形成相互连通的大孔道，可一步得到兼具微孔、中孔和大孔结构的多级孔结构炭材料，通过将金属水热沉积包覆至材料孔隙内部后，经包覆改性和填充，有效改善材料的导热性能，提高材料的导热效应；（2）本专利技术技术方案采用多孔纤维材料为结合位点，将橡胶材料复合过程中嵌入至多孔材料孔隙内部，经铆合嵌合等作用，有效包覆和提高材料的结合强度，进一步改善材料的结合性能，提高材料的结合稳定强度，改善材料的加工性能和机械强度。具体实施方式按重量份数计，分别称量45～50份质量分数50％乙醇溶液、10～15份蛇纹石纤维和25～30份质量分数5％蔗糖溶液置于烧杯中，搅拌混合并置于200～300W下超声分散10～15min，收集分散液并将分散液置于150～160℃下保温反应3～5h，将分散浆液并置于瓷舟中，将其置于管式气氛炉中，通氩气排除空气，控制氩气通入速率为15～20mL/min，待通入完成后，搅拌混合并按5℃/min升温至650～700℃，保温2～3h后，收集煅烧材料并用质量分数2％氢氟酸淋洗3～5次后，再用去离子水淋洗至洗涤液呈中性，在45～50℃下干燥6～8h，得改性多孔碳纤维材料；按质量比1:15，将硫酸钴添加至去离子水中，搅拌混合并收集得混合液，按重量份数计，分别称量45～50份混合液、10～15份质量分数5％硫代硫酸钠溶液、和1～2份质量分数50％氢氧化钾置于烧杯中，搅拌混合并收集反应液，按质量比1：1：10，将改性多孔碳纤维材料、质量分数5％水合肼添加至反应液中，在140～150℃下静置8～10h后，用无水乙醇冲洗3～5次，在55～65℃下干燥6～8h，得填充改性材料；按重量份数计，分别称量45～50份氯化聚乙烯、10～15份填充改性材料、30～50份三元乙丙橡胶、1～2份硫化剂、1～2份促进剂808、1～2份硫化剂BIPB置于双辊开炼机上开炼并收集开炼材料，打三角包3～5次后，在混炼25～30min，停放20～24h，即可制备得所述的高导热型橡胶金属复合材料。按重量份数计，分别称量45份质量分数50％乙醇溶液、10份蛇纹石纤维和25份质量分数5％蔗糖溶液置于烧杯中，搅拌混合并置于200W下超声分散10min，收集分散液并将分散液置于150℃下保温反应3h，将分散浆液并置于瓷舟中，将其置于管式气氛炉中，通氩气排除空气，控制氩气通入速率为15mL/min，待通入完成后，搅拌混合并按5℃/min升温至650℃，保温2h后，收集煅烧材料并用质量分数2％氢氟酸淋洗3次后，再用去离子水淋洗至洗涤液呈中性，在45℃下干燥6h，得改性多孔碳纤维材料；按质量比1:15，将硫酸钴添加至去离子水中，搅拌混合并收集得混合液，按重量份数计，分别称量45份混合液、10份质量分数5％硫代硫酸钠溶液、和1份质量分数50％氢氧化钾置于烧杯中，搅拌混合并收集反应液，按质量比1：1：10，将改性多孔碳纤维材料、质量分数5％水合肼添加至反应液中，在140℃下静置8h后，用无水乙醇冲洗3次，在55℃下干燥6h，得填充改性材料；按重量份数计，分别称量45份氯化聚乙烯、10份填充改性材料、30份三元乙丙橡胶、1份硫化剂、1份促进剂808、1份硫化剂BIPB置于双辊开炼机上开炼并收集开炼材料，打三角包3次后，在混炼25min，停放20h，即可制备得所述的高导热型橡胶金属复合材料。按重量份数计，分别称量47份质量分数50％乙醇溶液、12份蛇纹石纤维和27份质量分数5％蔗糖本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高导热型橡胶金属复合材料的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：（1）按重量份数计，分别称量45～50份质量分数50％乙醇溶液、10～15份蛇纹石纤维和25～30份质量分数5％蔗糖溶液置于烧杯中，搅拌混合并超声分散，收集分散液并保温反应，得分散浆液；（2）将分散浆液并置于瓷舟中，将其置于管式气氛炉中，通氩气排除空气，待通入完成后，搅拌混合并升温加热，保温煅烧，收集得煅烧材料，对煅烧材料淋洗并洗涤干燥，得改性多孔碳纤维材料；（3）按质量比1:15，将硫酸钴添加至去离子水中，搅拌混合并收集得混合液，按重量份数计，分别称量45～50份混合液、10～15份质量分数5％硫代硫酸钠溶液、和1～2份质量分数50％氢氧化钾置于烧杯中，搅拌混合并收集反应液；（4）按质量比1：1：10，将改性多孔碳纤维材料、质量分数5％水合肼添加至反应液中，静置、洗涤、干燥得填充改性材料；（5）按重量份数计，分别称量45～50份氯化聚乙烯、10～15份填充改性材料、30～50份三元乙丙橡胶、1～2份硫化剂、1～2份促进剂808、1～2份硫化剂BIPB置于双辊开炼机上开炼并收集开炼材料，混炼、停放，即可制备得所述的高导热型橡胶金属复合材料。...

【技术特征摘要】
1.一种高导热型橡胶金属复合材料的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：（1）按重量份数计，分别称量45～50份质量分数50％乙醇溶液、10～15份蛇纹石纤维和25～30份质量分数5％蔗糖溶液置于烧杯中，搅拌混合并超声分散，收集分散液并保温反应，得分散浆液；（2）将分散浆液并置于瓷舟中，将其置于管式气氛炉中，通氩气排除空气，待通入完成后，搅拌混合并升温加热，保温煅烧，收集得煅烧材料，对煅烧材料淋洗并洗涤干燥，得改性多孔碳纤维材料；（3）按质量比1:15，将硫酸钴添加至去离子水中，搅拌混合并收集得混合液，按重量份数计，分别称量45～50份混合液、10～15份质量分数5％硫代硫酸钠溶液、和1～2份质量分数50％氢氧化钾置于烧杯中，搅拌混合并收集反应液；（4）按质量比1：1：10，将改性多孔碳纤维材料、质量分...

【专利技术属性】
技术研发人员：裘友玖，韩桂林，
申请(专利权)人：佛山皖和新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44