导热PE-HD／SiC复合材料的制备及性能研究

将碳化硅（SiC）粒子和高密度聚乙烯（PE—HD）经粉末混合后制得导热复合材料。研究了SiC粒子分散状态及含量对复合材料热导率、热阻、力学性能及电绝缘性能的影响，探讨了SiC粒径对热导率的影响。结果表明：复合材料中SiC粒子围绕在PE—HD粒子周围，形成了特殊的网状导热通路；随SiC粒径增加，热导率降低；在填料体积分数为30％时，复合材料热导率、热阻、拉伸强度及冲击强度、体积电阻率和介电常数分别为1．05W／（m·K）、0．75K／W、15MPa、13．2kJ／m^2、4．6×10^15 ·Ω·cm和3．03。此外，使用少量的氧化铝（Al2O3）纤维替代SiC组成混杂填料增强的材料各项性能均得到改善，并且与纯PE-FID相比具有优良的热传导能力。     

环氧树脂/氧化锌晶须/氮化硼导热绝缘复合材料的研究

以环氧树(脂EP)为基体,分别以氧化锌晶(须ZnOw)和ZnOw/氮化硼(BN)混合物为导热填料,制备了EP导热绝缘复合材料。研究了填料含量对复合材料导热性能、电绝缘性能及力学性能的影响,并利用扫描电镜对复合材料的断面形貌进行了观察。结果表明:随着导热填料含量的增大,复合材料的导热系数和介电常数增大,体积电阻率下降,而拉伸强度呈先增大后减小的趋势;在填料含量相同的情况下,EP/ZnOw/BN复合材料比EP/ZnOw复合材料具有更好的导热性能;当填料体积分数为15%时,EP/ZnOw/BN复合材料的热导率为1.06W/(mK)而,EP/ZnOw复合材料的热导率仅为0.98W/(mK)。     

脱醇型室温硫化导热硅橡胶的研究

采用氧化锌(ZnO)为导热填料,研究了填料对脱醇型室温硫化(RTV)硅橡胶力学性能、导热性能的影响.结果表明,在满足加工性能的前提下,随着填料用量的增加,硫化后硅橡胶的拉伸强度显著提高,由ZnO填充量10份时的0.55MPa增大至2.53MPa,而断裂伸长率下降,由309%下降至209%,100%定伸应力、硬度、撕裂强度均随填料填充量的增加而增加.随着导热填料ZnO用量的增加,RTV硅橡胶的热导率逐渐升高,当用量70份时,热导率达2.142W/m*K;随着温度的升高,填充70份ZnO的硅橡胶的热导率呈现出逐渐升高的趋势,在30℃时为2.29W/m*K,而在150℃时,热导率升高至5.9W/m*K.     

LED用低热阻硅脂的制备

选用合适粒径的氮化铝和氧化铝为混杂导热填料、使用自制的硅烷低聚物为表面处理剂,以溶液插层法对混杂导热填料进行表面改性;然后与甲基苯基硅油混合制备了LED用低热阻导热硅脂。研究了导热填料的种类、粒径、表面处理剂种类及用量对导热硅脂的热导率和黏度的影响。采用LED灯作为实际测试平台表征了导热硅脂的导热性能。结果表明,当填料总质量分数为90.9%,粒径为5μm的氮化铝与粒径为1μm的氧化铝作混合填料且质量比为2.8∶1时,导热硅脂的热导率和黏度有较好的平衡;使用填料质量0.5%的硅烷低聚物对氮化铝和氧化铝混合填料进行表面处理有较好的处理效果;自制10号硅脂样品的黏度（25℃）为174 Pa·s,热阻为1.94℃/W,热导率为4.31 W/m·K。     

环氧树脂／碳化硅晶须导热复合材料的制备研究

用共混复合-浇注成型法制备环氧树脂／碳化硅晶须（EP／SiCw）导热复合材料,研究了导热填料种类、形状、用量和表面处理对复合材料的导热性能、力学性能和热性能的影响。结果表明,SiCw较SiCp更易改善材料的导热性能,热导率随SiCw用量的增加而增大,当SiCw体积分数为42．1％时,复合材料热导率为0．9611W／（m·K）;力学性能随SiCw用量的增加先增加后降低。表面处理有利于提高复合材料的导热性能和力学性能。SiCw的加入使环氧树脂的耐热性提高、Tg降低。     

尼龙12导热导电复合材料的制备与性能研究

以导热碳材料(CC)为导热导电填料,采用熔融混合的方法制备了尼龙12导热导电复合材料。研究了CC体积分数对复合材料热导率、电阻率、热性能和力学性能的影响。结果表明,随着CC体积分数的增加,复合材料的热导率呈线性增长,热变形温度显著增加,而体积电阻率显著降低。当CC的体积分数为47.4%时,复合材料的热导率达到3.425 W/(m.K),电阻率达到0.10Ω.cm,热变形温度提高了77.1℃,同时,材料仍然保持与纯尼龙12相当的拉伸强度。     

BN／Al2O3／环氧树脂导热复合材料的制备与性能

分别采用氮化硼（BN）、氧化铝（Al2O3）和复配BN／Al2O3作为导热填料制备环氧树脂导热复合材料。结果表明,环氧树脂热导率随导热填料用量的增加而增大;同等用量下,BN／Al2O3／环氧树脂复合材料的导热性能均优于BN／环氧树脂和Al2O3／环氧树脂。当BN／Al2O3质量分4~50％[m（BN）／m（Al2O3）=3／1J,复合材料热导率为08194W／mK。此外,随BN／Al2O3用量的增加,环氧树脂的介电常数和介电损耗角正切增加,而弯曲强度和冲击强度则先增加后降低。     

高导热高绝缘FEP／AIN复合材料的研究

采用聚全氟乙丙烯（FEP）为基体，偶联处理的氮化铝（AIN）为填料，通过共混、模压等方法制备了高导热、高绝缘的FEP／AIN复合材料。结合材料导热计算模型，分析了AIN用量对材料热导率、体积电阻率、力学以及流变性能的影响。结果表明：随AIN填充量的增加，复合材料的热导率呈近线性增加，当AIN的质量分数为30％时，材料的热导率可达2．22W／m·K），体积电阻率可达1．5×10^15Ω·cm，并具有较好的力学性能和流变性能。     

无机填料粒子的几何特征对环氧树脂灌封胶导热性能的影响

以Al2O3、Si3N4、BN、SiO2和AlN五种无机填料作为环氧树脂(EP)灌封胶的导热填料,研究了填料的种类、粒径大小和颗粒形态等对EP灌封胶热导率的影响。结果表明:EP灌封胶的热导率随着导热填料用量的增加而增大;当φ(BN)=35%(相对于总体积而言)时,相对最大热导率为2.12 W/(m·K),其值约为EP基体的10倍。填料粒子的几何特征对EP灌封胶的导热性能具有较大的影响;当Al2O3粒径为48μm时,EP灌封胶的相对最大热导率为1.3 W/(m·K);填料粒子过大或过小都会降低EP灌封胶的导热性能。层片状填料粒子可以获得较大的堆积密度,在EP灌封胶中能有效形成导热通道,增加其热导率。     

双组分缩合型导热有机硅胶粘剂的制备及性能研究

以金属氧化物和金属氮化物为导热填料,制备双组分缩合型导热有机硅胶粘剂,研究了单一填料种类及用量、不同种类填料混配及填料表面处理对导热胶粘剂性能的影响。研究结果表明:当使用单一填料时,胶粘剂的导热性能随着导热填料用量的增加而增大;在填充份数相同时,胶粘剂的导热性能从高到低依次为AlNSi_3N_4MgOAl_2O_3,而工艺性能正好相反。当使用混合填料时,以Al_2O_3为基础,混入不同比例的Si_3N_4、AlN和MgO,结果发现不同的混配填料体系均存在最佳的配比;在该配比时体系内填料达到致密堆积,从而获得良好的导热系数和工艺性能,其中Al_2O_3/Si_3N_4和Al_2O_3/AlN体系的最高导热系数分别为1.18和1.27 W(/m·K),比使用单一氧化铝填料的体系分别提高了33%和43%。采用偶联剂处理氧化铝可提高填料与树脂的相容性,降低填料与树脂的界面接触热阻,进一步提高胶粘剂的导热性能和工艺性能。     

A Novel Polymeric Coating with High Thermal Conductivity

A novel polymeric coating with high thermal conductivity was prepared using a hydroxyl-terminated polydimethylsiloxane-modified epoxy resin and hybrid aluminum nitride (AlN) particles with various sizes. It was found that the coating exhibited a maximum thermal conductivity of 1.78 W/m K at 50 wt% filler content and a preferable mass ratio. This was a result of the synergistic effect of hybrid fillers giving rise to a better heat conduction capability as opposed to a coating without fillers. Furthermore, thermogravimetric analysis revealed that the coating exhibited an excellent high temperature resistance owing to the modified matrix and interaction between filler and matrix; and a dielectric study demonstrated that the dielectric constant, volume resistivity and dielectric strength of the coating at 50 wt% filler concentration were 5.6, 8.2 × 10¹³ Ω·cm and 12 kV/mm, respectively. In addition, the mechanical properties declined obviously with filler content.     

特种车辆用聚氨酯导热绝缘密封胶的研制

以聚醚多元醇和甲苯二异氰酸酯为主要原料、硅烷偶联剂改性氮化铝（AlN）为填料制备了适用于特种车辆中央处理器的电源密封的聚氨酯导热绝缘密封胶,讨论了AlN的平均粒径和用量对该密封胶导热系数、绝缘性能以及力学性能的影响。结果表明,纳米级改性AlN在明显改善密封胶导热性的同时,可以保持材料优异的力学性能;当改性AlN质量分数达到48％时,聚氨酯导热绝缘密封胶的导热系数达到0．453W／（m·K）,表面电阻为1．5×10^9Ω,体积电阻为2．6×10mn,拉伸强度达到0．9MPa,满足特种车辆中央处理器的电源密封要求。     

Enhancement of thermal conductivity for epoxy laminated composites by constructing hetero-structured GF/BN networks

Due to the rapid development of multifunctional and miniaturized electronic devices, the demand for polymer composites with mechanical properties, high-thermal conductivity, and dielectric properties is increasing. Therefore, the heat dissipation capacity of the composite must be improved. To solve this problem, we report a glass fabric (GF)/boron nitride (BN) network with a highly thermally conductive hetero-structured formed using polyvinyl alcohol (PVA) as an adhesive. The GF and BN are furtherly modified by (3-aminopropyl)triethoxysilane (APTES) for better thermal conductivity enhancement. When the BN content is 30%, the thermal diffusion coefficient and thermal conductivity of obtained PVA-mBN@mGF (PBG) are 2.843 mm²/s and 1.394 W/(m K), respectively. Epoxy (EP) resin is then introduced to prepare PBG/mBN/EP laminated composites via the hot pressing method as applied as thermal conductive composites. A highest thermal conductivity of 0.67 W/(m K) of PBG/mBN/EP laminated composites is obtained, three times higher than that of pure EP. In addition, the PBG/mBN/EP laminated composites also present favorable mechanical, electrically insulating, and dielectric properties.     

集成电路封装用GNPs/CNTs/HDPE导热高分子复合材料的研究

本文以高密度聚乙烯(HDPE)为基体,以自制的h-G-C-2/1体系杂化填料为导热填料,制备了GNPs/CNTs/HDPE导热高分子复合材料,重点对比了杂化填料和复配填料对GNPs/CNTs/HDPE复合材料在导热、导电及力学性能方面的影响。结果表明,GNPs/CNTs/HDPE导热高分子复合材料的拉伸强度为31.9 MPa,冲击强度为22.1 kJ/m^2,体积电阻率为690 MΩ·cm,热导率为0.759 W/(m·K),满足集成电路封装用技术参数要求。杂化填料的分散性优于复配填料,杂化填料在提高复合材料的拉伸性能方面优于复配填料,复配填料在提高复合材料的热导率方面优于杂化填料。本文所获得的研究成果为制备新型综合性能优异的集成电路封装用导热高分子复合材料提供了一条新的思路。     

氮化硅/环氧复合电子基板材料制备及性能

以Si_3N_4粉末作为增强组分与环氧树脂进行复合,采用模压法制备了氮化硅/环氧树脂复合电子基板材料。研究了Si_3N_4含量对复合材料导热性能和介电性能的影响。研究结果表明,随着Si_3N_4含量的增加,复合材料中填料形成导热网络,复合材料的热导率也随之增加,当体积填充量为35%时,导热系数达到1．71 W/m·K。复合材料的介电常数随Si_3N_4含量的增加而增加,但在氮化硅陶瓷颗粒的体积分数达到35%时仍维持在较低的水平(7．08,1 MHz)。     

耐高温导热绝缘粘接涂层的研究

以丙烯酸酯单体、乙烯基硅油等为主要原料,合成出一种有机硅改性丙烯酸酯乳液;然后将表面处理过的氮化硼(BN)和助剂等加入到上述乳液中,制成导热绝缘型水性粘接涂层。结果表明:该粘接涂层既有利于电气场合的绝缘导热,又解决了传统粘接涂层的溶剂污染问题;当w(BN)=15%时,材料的综合性能较好,其导热性能[热导率为0.955 W/(m·K)]优于不含BN体系[0.210 W/(m·K)]、体积电阻率和表面电阻率分别为1.57×1013Ω.cm和0.75×1013Ω、拉伸强度为72 MPa、断裂伸长率为380%、水中浸泡120 h后的吸水率仅为10.88%且可在200℃以下长期使用。     

高导热高介电BT/SiC/PA6复合材料的制备及性能研究

以聚酰胺(PA6)为基体,氮化硅(SiC)为导热填料,钛酸钡(BT)为介电填料,通过热压法制备出系列复合材料;研究了不同粒径填料的搭配对材料导热与介电性能的影响。结果表明:在填充量较低时,使用混合粒径导热填料能产生一定的级配效应,从而提高复合材料的导热性能。总填充量为26%时,以4∶1的比例,用粒径为0.5~0.7μm和3μm的SiC共同填充PA6,制备获得了最高导热系数为0.9198W/(m·K)的复合材料,而不同粒径、不同功能的混合功能填料还能产生协同效应,进一步提升材料的导热性能并使材料同时获得较好的介电性能,当SiC填充量为20%,BT填充量为20%时,复合材料的导热系数达到1.1110W/(m·K),介电常数到达16(100Hz),损耗保持在0.075(100Hz)左右。     

氮化铝/氧化石墨烯对环氧树脂胶黏剂导热性能的影响

使用硅烷偶联剂KH-560对氮化铝进行了表面改性,并以其为导热填料,环氧树脂为基体,制备了氮化铝/环氧树脂导热胶黏剂。采用FTIR、SEM、TG、热常数分析仪对导热胶黏剂进行了表征。结果表明:改性后硅烷偶联剂分子成功接枝在氮化铝表面。改性后,氮化铝与环氧树脂的界面粘结力增强,热稳定性和导热性均得到明显改善。当氮化铝质量为导热胶黏剂质量的70%时,改性氮化铝/环氧树脂热胶黏剂的导热系数为2.24W/(m·K),而未改性氮化铝/环氧树脂的导热系数仅为1.73W/(m·K)。为进一步提高其导热性能,制备了改性氮化铝/氧化石墨烯/环氧树脂导热胶黏剂,当改性氮化铝和氧化石墨烯的质量分数分别为50%和3%时,导热胶黏剂导热系数为3.05 W/(m·K)。