[发明专利]一种聚碳酸酯基高导热绝缘复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种聚碳酸酯基高导热绝缘复合材料及其制备方法，包括以下重量份原材料制备而成：30‑60份的聚碳酸酯，5‑10份的丁二醇，10‑25份的聚乙烯，2‑5份的硬脂酸，2‑5份的纳米氧化铬，3‑6份的纳米碳纤维，2‑5份的纳米氮化铝，1‑3份的偶联剂，1‑5份的交联剂；本发明利用高分子的交联和有机‑无机杂化原理，使复合材料具有导热常数大，力学性能高的优点，促进了导热绝缘复合材料在需要快速散热电子器件上的应用。

技术领域

本发明涉及电子材料领域，具体涉及一种聚碳酸酯基高导热绝缘复合材料及其制备方法。

背景技术

目前电子产品的电路设计越来越复杂，呈密集化、小型化趋势。这些电子电器设备会产生大量热量，这些热量若不能及时排出，积聚到一定程度势必会对电子电器的元器件及设备本身造成损害。所以必须将其产生的多余热量及时、有效地传递到周围环境中去。在散热工业中传统的金属材料，因其制品的几何形状受到很大限制，并且此种散热装置与电子元件表面存在一定间隙，从而越来越容易地被一些热界面材料替代。

高分子材料电绝缘性能优异，但导热系数非常低，一般为0.2W/m.K，仅是金属材料的百分之一到千分之一。对于一些既要有高导热、同时又有绝缘性要求的应用场合目前比较常规的方法是在高分子基材料中添加具有高导热系数和高阻抗的无机填料(氮化铝、氧化铬等)，CN02825187.3、CN200880011625.0和CN201010194959.5等专利都是采用这种方法。但采用这种方法制备的材料， 由于导热填料的大量添加使复合材料的力学性能受到了严重的损害， 同时导热性能的提高也不显著，一般很难高于2W/m.K。对于LED散热器、电器散热器等需要利用散热器面积快速传热的情况，如果材料的导热系数小，则其在长度方向上的热传导就非常困难，热量都集中在很小的区域中无法扩散，导致散热器的有效面积没有充分利用，影响了散热效率。

发明内容

本发明的目的在于克服现有导热绝缘复合材料存在的导热系数低、力学性能差的缺陷，提供一种聚碳酸酯基高导热绝缘复合材料及其制备方法；本发明利用高分子的交联和有机-无机杂化原理，使其具有导热系数大，力学性能好的优点，促进了导热绝缘材料在需要快速散热的电子器件上的应用。

为了实现上述发明目的，本发明提供了一种聚碳酸酯基高导热绝缘复合材料，包括以下重量份原材料制备而成：30-60份的聚碳酸酯，5-10份的丁二醇，10-25份的聚乙烯，2-5份的硬脂酸，2-5份的纳米氧化铬，3-6份的纳米碳纤维，2-5份的纳米氮化铝，1-3份的偶联剂，1-5份的交联剂。

一种聚碳酸酯基高导热绝缘复合材料，利用多种有机物的相互交联聚合，形成结构稳定，力学性能优异的高分子三维网络结构，同时在三维网络结构中杂化不同导热材料，氧化铬-碳纤维-氮化铝三者形成一个立体散热结构，散热速度增加，导热性能增大；同时，三维网络结构使聚合物力学性能增加，其工作温度更高；该导热绝缘复合材料使用范围更大，有利于电子行业的发展。

优选的，其中所述的聚碳酸酯聚合度为200-500，聚合度太大，分子链太长，形成的三维网络结构稳定差，复合材料熔点降低；聚合度太小，分子链太短，不利于导热材料的杂化和嵌入，导热材料分散不规则，可能产生团聚现象，产品导热性能降低。

优选的，其中所述的聚乙烯聚合度为40-80，聚合度太大，分子链太长，形成的三维网络结构稳定差，复合材料力学性能降低；聚合度太小，分子链太短，不利于导热材料的杂化和嵌入，导热材料分散不规则，可能产生团聚现象，产品导热性能降低。

优选的，其中所述的纳米氧化铬的粒径为20-60纳米，粒径太大，不利于导热材料的在三维网络结构中的杂化和嵌入，导热材料分散不规则，可能产生团聚现象，产品导热性能降低，粒径太小，分散困难，容易团聚。