[发明专利]一种压缩空间内的自组装轻质导热硅橡胶复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种压缩空间内的自组装轻质导热硅橡胶复合材料及其制备方法，其中，所述压缩空间内的自组装轻质导热硅橡胶复合材料包括：硅橡胶；压缩颗粒，分布于所述硅橡胶中，所述压缩颗粒用于压缩所述硅橡胶内部的反应空间；填料粒子，排列于所述压缩颗粒的周围；其中，所述填料粒子由具有氨基结构的碳化硅晶须和具有环氧基结构的氮化硼反应而成的分子构成。本发明有利于导热声子在导热网络内传递，从而进一步提升导热硅橡胶复合材料的导热系数，且空心玻璃微球的加入降低了硅橡胶复合材料的总体密度，成为了轻质的硅橡胶复合材料。

技术领域

本发明属于材料技术领域，具体涉及一种压缩空间内的自组装轻质导热硅橡胶复合材料及其制备方法。

背景技术

随着微电子集成技术和电子工业的高速发展，电子元件及设备日益向着轻、薄、小方向发展，这使得其工作环境日益趋于高温。如若电子器件想要正常工作，及时的散热能力的要求就凸显出来。高导热绝缘材料在电子元器件散热、发光二极管（LED）照明、太阳能、交通运输、航空航天、国防军工等现代高科技领域具有愈来愈重要作用。高分子材料是热和电的不良导体，导热系数远低于传统的陶瓷、金属等导热材料。填充型导热高分子和本征导热高分子是两种主要的导热高分子。填充型导热高分子常用的导热填料包括金属粒子、碳系粒子以及无机导热粒子等。但过多的导热填料会影响材料的力学和电学性能。而汽车行业、共享单车等行业对整车质量、电池电量、续航里程要求的提高，车身降重成为必要趋势。轻质的复合材料越来越受到汽车行业、共享单车行业的青睐。

发明内容

本发明旨在提供一种压缩空间内的自组装轻质导热硅橡胶复合材料，能解决硅橡胶复合材料在导热填料低装载量时导热系数较低的缺陷，并且降低了硅橡胶复合材料的总体密度。

为解决上述问题，本发明是通过以下技术方案实现的：本发明提供一种压缩空间内的自组装轻质导热硅橡胶复合材料，包括：

硅橡胶，所述硅橡胶为分子量为50-70万的甲基乙烯基聚硅氧烷；

压缩颗粒，分布于所述硅橡胶中，所述压缩颗粒用于压缩所述硅橡胶内部的反应空间；填料粒子，排列于所述压缩颗粒的周围；

其中，所述压缩颗粒的平均粒径为60微米-80微米；

其中，所述填料粒子由具有氨基结构的碳化硅晶须和具有环氧基结构的氮化硼自组装而成；

其中，所述填料粒子间呈网络状结构填充于所述硅橡胶中。

在一实施例中，所述具有氨基结构的碳化硅晶须的结构式为：

，其中，A表示碳化硅晶须表面。

在一实施例中，具有环氧基结构的氮化硼的结构式为：

，其中，B表示氮化硼表面。

本发明的另一目的还在于提供一种压缩空间内的自组装轻质导热硅橡胶复合材料的制备方法，至少包括以下步骤：

利用环氧基硅烷偶联剂对粉末状的氮化硼进行改性处理，获得具有环氧基结构的氮化硼；

利用氨基硅烷偶联剂对粉末状的碳化硅晶须进行改性处理，获得具有氨基结构的碳化硅晶须；

将所述具有环氧基结构的氮化硼、所述具有氨基结构的碳化硅晶须、压缩颗粒和硅橡胶，进行混合反应，获得所述轻质导热硅橡胶复合材料；

其中，所述具有氨基结构的碳化硅晶须和所述具有环氧基结构的氮化硼之间，发生自组装反应，形成填料粒子；

所述填料粒子间呈网络状结构填充于所述硅橡胶中；其中，所述硅橡胶为分子量为50-70万的甲基乙烯基聚硅氧烷；所述压缩颗粒的平均粒径为60微米-80微米。

在一实施例中，所述粉末状的氮化硼为粒径10-15微米的六方氮化硼粉末。