本發明屬于高分子材料技術領域，具體涉及一種高強度導熱絕緣材料。

背景技術：

導熱聚合物基復合材料是以聚合物為基體，以導熱性物質為填料，經過混均勻分散后而得到的具有一定導熱功能的多相復合體系。它既具有導熱功能又具有聚合物材料的許多優異特性，可以在較大范圍內調節材料的導熱、導電及力學性能，因而有廣泛的應用前景。

傳統導熱材料多為金屬和金屬氧化物，以及其他非金屬材料(如石墨、炭黑、AlN、SiC等)。隨著科學技術和工業生產的發展，許多特殊導熱場合對導熱材料提出了更高要求，希望其具有更加優良的綜合性能，如質輕、耐化學腐蝕性強、電絕緣性優異、耐沖擊、加工成型簡便等。由于聚合物材料具有優良的耐腐蝕性能和力學性能及電絕緣性能，因而人們逐漸用聚合物材料代替傳統導熱材料，但聚合物材料大都是熱的不良導體，熱導率較低，但加入導熱性物質后，又會成為導熱材料。

導熱絕緣聚合物基復合材料因其優異的綜合性能及其在電磁屏蔽、電子信息、熱工測量技術、化工、機械工程等領域的特殊用途，已得到愈來愈多的關注與競相研究開發。

技術實現要素：

本發明所要解決的技術問題是：

⑴如何通過加入高強度體系來提高導熱絕緣材料的拉伸強度、彎曲強度以及缺口沖擊強度；

⑵如何改善由于加入高強度體系后導致導熱絕緣材料導熱系數降低的技術問題。

本發明解決以上技術問題的技術方案是：

一種高強度導熱絕緣材料，包括導熱絕緣材料基體和高強度體系，高強度體系的加入量為所述導熱絕緣材料重量的3.2-3.4％；導熱絕緣材料基體的重量份組分包括：氧化鋁12.5-12.7份、氧化鎂5.5-5.7份、碳化硅2.1-2.3份，硅烷偶聯劑3.1-3.3份、硝酸鈣2.4-2.6份、對苯二酚4.1-4.3份、乙酸鎳3.8-4份、乙醇12-14份、環氧樹脂14-16份、二甲基丙烯酰胺5.1-5.3份、偏硅酸鈉2.2-2.4份、苯三唑6.1-6.3份；高強度體系的重量份組分包括：納米二氧化硅8.7-8.9份，乙氧基化烷基胺21-33份，甲基含氫硅油61-63份，羥基聚二甲基硅氧烷4.7-4.9份，乙烯基三甲氧基硅烷8.7-8.9份，聚磷酸銨2.5-2.7份，納米蒙脫土3.2-3.4份，氣相法白炭黑3.5-3.7份，γ-氨丙基三乙氧基硅烷2.6-2.8份，烷基酚聚氧乙烯醚5.1-5.3份，增韌劑1.7-1.9份，活性稀釋劑1.1-1.3份，相容劑2.5-2.7份，偶聯劑1.2-1.4份，流平劑1.1-1.3份，混合氯化稀土0.3-0.5份；納米二氧化硅的粒徑為20-30nm，納米蒙脫土的粒徑為20-30nm。

本發明高強度導熱絕緣材料的制備方法為：

㈠以設定的重量份，將氧化鋁、氧化鎂、碳化硅、硅烷偶聯劑、硝酸鈣、對苯二酚、乙酸鎳、乙醇、環氧樹脂、二甲基丙烯酰胺、偏硅酸鈉、苯三唑加入攪拌機中，加熱攪拌，冷卻至室溫；加熱溫度為40-60℃，攪拌速度為300-500rpm；

㈡按設定的重量份將高強度體系各組分進行加熱攪拌混合均勻得到高強度體系；加熱溫度為85-87℃，攪拌速度為250-300rpm；

㈢將導熱絕緣材料基體與高強度體系按設定的配比進行混合，在真空條件下加熱攪拌，冷卻至室溫，固化，即得；真空度為0.08-0.1MPa，加熱溫度為50-70℃。

本發明進一步限定的技術方案是：

前述的高強度導熱絕緣材料，增韌劑為苯乙烯-丁二烯熱塑性彈性體、氯化聚乙烯或乙烯-醋酸乙烯酯共聚物中的一種或一種以上混合物；活性稀釋劑為烷基縮水甘油醚、辛葵酸縮水甘油酯、三羥甲基丙烷三縮水甘油醚、甲苯縮水甘油醚、蓖麻油多縮水甘油醚中的一種或一種以上混合物；相容劑為馬來酸酐接枝改性聚丙烯；偶聯劑為乙烯基三丁酮肟基硅烷偶聯劑、甲基乙烯基二氯硅烷偶聯劑、甲基三丁酮肟基硅烷偶聯劑中的一種或一種以上混合物；流平劑為異佛爾酮、二丙酮醇、氟改性丙烯酸、磷酸酯改性丙烯酸、丙烯酸、聚二甲基硅氧烷、聚甲基烷基硅氧烷、有機改性聚硅氧烷中的一種或一種以上混合物。

本發明的有益效果是：本發明提供的導熱絕緣材料具有強度高、絕緣性能好的優點。實驗結果顯示，本發明的高強度體系能有效增強導熱絕緣材料的拉伸強度、彎曲強度以及缺口沖擊強度，當由高強度體系加入導熱絕緣材料基體后，能使本發明導熱絕緣材料拉伸強度提高至少1.5倍以上，彎曲強度提高至少1.3倍以上，缺口沖擊強度提高至少1.3倍以上，拉伸強度可達95-98MPa，彎曲強度可達120-128MPa，缺口沖擊強度可達5.5-6MPa。但“納米二氧化硅、乙氧基化烷基胺、甲基含氫硅油、羥基聚二甲基硅氧烷、乙烯基三甲氧基硅烷、聚磷酸銨、短切玻璃纖維、納米蒙脫土、氣相法白炭黑、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、烷基酚聚氧乙烯醚和增韌劑”組成的高強度體系加入后導熱絕緣材料的結構存在破損和塌陷，導熱系數有所下降；而加入活性稀釋劑、相容劑、偶聯劑、流平劑和混合氯化稀土后可以提高其與導熱絕緣材料基體的相容性，使導熱絕緣材料的結構更規整，導熱系數有所提高，導熱系數達到7.5～7.9。綜合結果顯示，當本發明高強度體系的加入量為導熱絕緣材料基體重量的3.2-3.4％時，導熱絕緣材料的拉伸強度、彎曲強度、缺口沖擊強度以及導熱系數能達到一個平衡點，拉伸強度、彎曲強度、缺口沖擊強度以及導熱系數均較優。另外，實驗結果顯示，本發明高強度體系的加入還能有效改善導熱絕緣材料的耐高溫性能，耐熱等級可達200-230℃；另外，還能有效提高導熱絕緣材料的防靜電性能，獲得了意想不到的技術效果。綜上所述，本發明通過加入高強度體系，可以提高導熱絕緣材料的拉伸強度、彎曲強度、缺口沖擊強度、導熱系數、耐高溫性能以及抗靜電性能。

具體實施方式

實施例1

本實施例是一種高強度導熱絕緣材料，包括導熱絕緣材料基體和高強度體系，高強度體系的加入量為導熱絕緣材料重量的3.2％。

導熱絕緣材料基體的重量份組分包括：氧化鋁12.5份、氧化鎂5.5份、碳化硅2.1份，硅烷偶聯劑3.1份、硝酸鈣2.4份、對苯二酚4.1份、乙酸鎳3.8份、乙醇12份、環氧樹脂14份、二甲基丙烯酰胺5.1份、偏硅酸鈉2.2份、苯三唑6.1份。

高強度體系的重量份組分包括：納米二氧化硅8.7份，乙氧基化烷基胺21份，甲基含氫硅油61份，羥基聚二甲基硅氧烷4.7份，乙烯基三甲氧基硅烷8.7份，聚磷酸銨2.5份，納米蒙脫土3.2份，氣相法白炭黑3.5份，γ-氨丙基三乙氧基硅烷2.6份，烷基酚聚氧乙烯醚5.1份，增韌劑1.7份，活性稀釋劑1.1份，相容劑2.5份，偶聯劑1.2份，流平劑1.1份，混合氯化稀土0.3份；納米二氧化硅的粒徑為20nm，納米蒙脫土的粒徑為20nm。

其中，增韌劑為苯乙烯-丁二烯熱塑性彈性體；活性稀釋劑為烷基縮水甘油醚；相容劑為馬來酸酐接枝改性聚丙烯；偶聯劑為乙烯基三丁酮肟基硅烷偶聯劑；流平劑為異佛爾酮。

本發明高強度導熱絕緣材料的制備方法為：

㈠以設定的重量份，將氧化鋁、氧化鎂、碳化硅、硅烷偶聯劑、硝酸鈣、對苯二酚、乙酸鎳、乙醇、環氧樹脂、二甲基丙烯酰胺、偏硅酸鈉、苯三唑加入攪拌機中，加熱攪拌，冷卻至室溫；加熱溫度為40℃，攪拌速度為300rpm；

㈡按設定的重量份將高強度體系各組分進行加熱攪拌混合均勻得到高強度體系；加熱溫度為85℃，攪拌速度為250rpm；

㈢將導熱絕緣材料基體與高強度體系按設定的配比進行混合，在真空條件下加熱攪拌，冷卻至室溫，固化，即得；真空度為0.08MPa，加熱溫度為50℃。

實施例2

本實施例是一種高強度導熱絕緣材料，包括導熱絕緣材料基體和高強度體系，高強度體系的加入量為導熱絕緣材料重量的3.3％。

導熱絕緣材料基體的重量份組分包括：氧化鋁12.6份、氧化鎂5.6份、碳化硅2.2份，硅烷偶聯劑3.2份、硝酸鈣2.5份、對苯二酚4.2份、乙酸鎳3.9份、乙醇13份、環氧樹脂15份、二甲基丙烯酰胺5.2份、偏硅酸鈉2.3份、苯三唑6.2份。

高強度體系的重量份組分包括：納米二氧化硅8.8份，乙氧基化烷基胺22份，甲基含氫硅油62份，羥基聚二甲基硅氧烷4.8份，乙烯基三甲氧基硅烷8.8份，聚磷酸銨2.6份，納米蒙脫土3.3份，氣相法白炭黑3.6份，γ-氨丙基三乙氧基硅烷2.7份，烷基酚聚氧乙烯醚5.2份，增韌劑1.8份，活性稀釋劑1.2份，相容劑2.6份，偶聯劑1.3份，流平劑1.2份，混合氯化稀土0.4份；納米二氧化硅的粒徑為25nm，納米蒙脫土的粒徑為25nm。

其中，增韌劑為氯化聚乙烯；活性稀釋劑為辛葵酸縮水甘油酯；相容劑為馬來酸酐接枝改性聚丙烯；偶聯劑為甲基乙烯基二氯硅烷偶聯劑；流平劑為二丙酮醇。

本發明高強度導熱絕緣材料的制備方法為：

㈠以設定的重量份，將氧化鋁、氧化鎂、碳化硅、硅烷偶聯劑、硝酸鈣、對苯二酚、乙酸鎳、乙醇、環氧樹脂、二甲基丙烯酰胺、偏硅酸鈉、苯三唑加入攪拌機中，加熱攪拌，冷卻至室溫；加熱溫度為50℃，攪拌速度為400rpm；

㈡按設定的重量份將高強度體系各組分進行加熱攪拌混合均勻得到高強度體系；加熱溫度為86℃，攪拌速度為280rpm；

㈢將導熱絕緣材料基體與高強度體系按設定的配比進行混合，在真空條件下加熱攪拌，冷卻至室溫，固化，即得；真空度為0.09MPa，加熱溫度為60℃。

實施例3

本實施例是一種高強度導熱絕緣材料，包括導熱絕緣材料基體和高強度體系，高強度體系的加入量為導熱絕緣材料重量的3.4％。

導熱絕緣材料基體的重量份組分包括：氧化鋁12.7份、氧化鎂5.7份、碳化硅2.3份，硅烷偶聯劑3.3份、硝酸鈣2.6份、對苯二酚4.3份、乙酸鎳4份、乙醇14份、環氧樹脂16份、二甲基丙烯酰胺5.3份、偏硅酸鈉2.4份、苯三唑6.3份。

高強度體系的重量份組分包括：納米二氧化硅8.9份，乙氧基化烷基胺33份，甲基含氫硅油63份，羥基聚二甲基硅氧烷4.9份，乙烯基三甲氧基硅烷8.9份，聚磷酸銨2.7份，納米蒙脫土3.4份，氣相法白炭黑3.7份，γ-氨丙基三乙氧基硅烷2.8份，烷基酚聚氧乙烯醚5.3份，增韌劑1.9份，活性稀釋劑1.3份，相容劑2.7份，偶聯劑1.4份，流平劑1.3份，混合氯化稀土0.5份；納米二氧化硅的粒徑為30nm，納米蒙脫土的粒徑為30nm。

其中，增韌劑為乙烯-醋酸乙烯酯共聚物；活性稀釋劑為三羥甲基丙烷三縮水甘油醚；相容劑為馬來酸酐接枝改性聚丙烯；偶聯劑為甲基三丁酮肟基硅烷偶聯劑；流平劑為聚二甲基硅氧烷。

本發明高強度導熱絕緣材料的制備方法為：

㈠以設定的重量份，將氧化鋁、氧化鎂、碳化硅、硅烷偶聯劑、硝酸鈣、對苯二酚、乙酸鎳、乙醇、環氧樹脂、二甲基丙烯酰胺、偏硅酸鈉、苯三唑加入攪拌機中，加熱攪拌，冷卻至室溫；加熱溫度為60℃，攪拌速度為500rpm；

㈡按設定的重量份將高強度體系各組分進行加熱攪拌混合均勻得到高強度體系；加熱溫度為87℃，攪拌速度為300rpm；

㈢將導熱絕緣材料基體與高強度體系按設定的配比進行混合，在真空條件下加熱攪拌，冷卻至室溫，固化，即得；真空度為0.1MPa，加熱溫度為70℃。

將實施例1-5所得材料進行性能測試，結果如下：

除上述實施例外，本發明還可以有其他實施方式。凡采用等同替換或等效變換形成的技術方案，均落在本發明要求的保護范圍。