[发明专利]一种高导热氧化铝/环氧树脂纳米复合材料的制备方法

摘要

本发明一种高导热氧化铝/环氧树脂纳米复合材料的制备方法，属于高分子复合材料领域。该方法首先采用一定的压力对不同粒径的Al₂O₃粉体进行模压成型，在不同温度和保温时间条件下，通过常压烧结获得气孔率和孔径可调的多孔Al₂O₃骨架。经过表面改性后，将预热的多孔Al₂O₃骨架置入环氧树脂、促进剂、固化剂和纳米氧化铝颗粒形成的混合溶液中，并保持一定时间，最后经加热固化获得微、纳米氧化铝共掺杂的环氧树脂复合材料。本发明可通过调整纳米氧化铝的掺入量来控制有机复合材料的热导率；另一方面，有机复合材料中的氧化铝骨架呈连续状，可大幅度提高氧化铝/环氧树脂复合材料的热导率、抗高温蠕变能力。本发明可为研制和开发高性能环氧复合材料提供新思路。

主权项

1.一种高导热氧化铝/环氧树脂纳米复合材料的制备方法，其特征在于，该氧化铝/环氧树脂纳米复合材料通过将环氧树脂、固化剂、促进剂和纳米氧化铝颗粒的混合液体浸渍至多孔氧化铝陶瓷骨架中，经过高温固化得到；其中，多孔氧化铝陶瓷的气孔率为40％～70％，对应其在复合材料中的体积分数为70vol.％～40vol.％，均匀弥散分布在环氧树脂基体中的纳米氧化铝颗粒的体积分数为0.5vol.％～3vol.％，包括以下步骤：1)将不同粒径的Al2O3粉、黏结助剂PVA、发泡剂淀粉混合均匀，混合粉体过筛，将筛分得到模压所用粉体置于模具中，在轴向压力作用下模压成型，将压好的生坯放入空气炉中进行高温烧结，保温后冷却至室温，得到气孔率为40％～70％、不同孔径的多孔Al2O3骨架，其中，烧结温度为1150～1550℃，保温时间为1～3h，将得到的多孔Al2O3骨架表面研磨平整后，置于含有2～5wt.％硅烷偶联剂的乙醇水溶液中进行表面改性，60～80℃保温2～5h，乙醇水溶液中按体积比：乙醇:水＝95:5；2)将步骤1)得到的表面改性后的多孔Al2O3骨架预热到50～80℃，将环氧树脂、固化剂、促进剂与纳米氧化铝按质量比为1:(0.6～0.9):(0.01～0.05):(0.0313～0.163)混合后，在50～80℃下搅拌2～4h，混合均匀后，真空脱泡2～4h，真空度为‑0.095MPa；将预热的多孔Al2O3骨架置于环氧树脂、促进剂、固化剂和纳米氧化铝颗粒的混合溶液中，在50～80℃下真空脱泡2～4h，真空度为‑0.095MPa，将真空浸渍后的样品放置在真空烘箱中进行固化，得到高导热热氧化铝/环氧树脂纳米复合材料。