[发明专利]一种开孔型导热性环氧基复合多孔材料及其制法与应用

说明书

技术领域

本发明属于多孔材料领域，特别涉及一种开孔型导热性环氧基复合多孔材料及其制法与应用。

背景技术

多孔材料是一种内部含有大量气泡空隙的固体材料，由于具有特殊的周期性结构、高比表面积、高吸附性、可组装性、高孔隙率等特性，已经在许多领域显示了广泛的应用。多孔材料分为开孔型和闭孔型。多孔材料根据孔径大小按国际理论化学与应用化学会(IUPAC)的划分可分为微孔(小于2nm)、中孔(2～50nm)、大孔(大于50nm)，它们各自对应着相应的用途。

开孔型多孔材料是指孔与孔之间相互连通的固体材料，又称通孔材料，其特点是材料中的泡孔结构是开放的,能形成复杂的通道,让小分子气体或流体通过材料流动，可作分离富集材料、透水过滤材料、电池隔膜、催化剂载体、可控药物释放等。

目前，国内外对于热塑性树脂成多孔材料研究比较多，研究和已经应用的有机高分子多孔材料通常由高分子溶液或熔体(热塑性聚合物)制备，主要方法有相分离法、物理发泡连续挤出法、化学发泡法、热成型法、溶出法、拉伸法、射线照射法、烧结法。

环氧树脂-胺体系室温下即可发生加成聚合反应交联形成一定交联度的三维网状结构的热固性聚合物，反应过程中没有小分子产物产生，具有很强的内聚力和分子结构密度及耐热性好、固化收缩率小、粘接性能优异、耐酸碱和耐溶剂性能优良特点，已经大量应用于粘合剂、涂料、防水材料、电子线路板基材和塑封料等。

以热固性环氧树脂制备高强度环氧基复合多孔材料的研究鲜有提及。中国专利ZL98117513.9“一种树脂模具材料”采用添加增塑剂的方法提高模具的韧性，很明显随着模具的多次重复使用，增塑剂会在外界压力下向外迁移，材料强度大受影响，可重复使用次数有限。ZL201110272600.X“一种环氧树脂多孔材料的制备方法”公开了使用有机溶剂和水萃取环氧树脂工业生产中的有机副产物，得出的可溶性有机物和盐类来制备环氧树脂多孔材料，其强度低，应用范围小。ZL200810198509.6“一种多微孔环氧基热固性树脂及其制备方法”公开了用有机溶剂和超临界二氧化碳来控制环氧树脂成孔，但未涉及所制备的多孔材料的强度。

发明内容

为了克服现有技术的缺点和不足，本发明的首要目的在于提供一种无需使用有机溶剂的开孔型导热性环氧基复合多孔材料。

本发明的另一目的在于提供上述开孔型导热性环氧基复合多孔材料的制备方法。

本发明的再一目的在于提供上述开孔型导热性环氧基复合多孔材料的应用。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种开孔型导热性环氧基复合多孔材料，由以下按质量百分比计的组分制备而成：

环氧树脂-导热陶瓷粉料-改性胺预混合液  20～40wt％

无机填料-水悬浮液                     80～60wt％

以上各组份共计100wt％。

所述环氧树脂-导热陶瓷粉料-改性胺预混合液，是通过以下制备方法制备得到：将100重量份环氧树脂、3～30重量份导热陶瓷粉料及50～100重量份改性胺类固化剂于20～35℃下预混合3～10分钟；

所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂或聚氧丙烯聚醚型聚氨酯预聚体化学改性的双酚A型环氧树脂中的一种以上；所述双酚A型环氧树脂为环氧树脂E-51、环氧树脂E-44或环氧树脂E-20。

所述聚氧丙烯聚醚型聚氨酯预聚体是由甲苯二异氰酸酯(TDI)与端羟基聚醚二元醇反应制备得到的含活性异氰酸根的加成产物，其主要结构式为其中n为17～35的整数；

所述端羟基聚醚二元醇为聚醚N210或聚醚N220中的一种以上。

所述导热陶瓷粉料为氧化铝、氢氧化铝、氮化硼、氮化铝、碳化硅、氮化硅或二氧化硅中的一种以上；所述导热陶瓷粉料的平均粒径为3～100μm，优选不同粒径的导热陶瓷粉料相互搭配。

所述改性胺类固化剂为聚氧丙烯聚醚改性端氨基的树枝状整代聚酰胺-胺PAMAM、聚氧丙烯聚醚改性低分子量聚酰胺650、聚氧丙烯聚醚改性低分子量聚酰胺651、聚氧丙烯聚醚改性酚醛胺或含聚氧丙烯链段的聚醚胺中的一种以上。

所述含聚氧丙烯链段的聚醚胺为聚醚胺D230、聚醚胺D400或聚醚胺T403中一种以上。