本发明涉及一种碳纳米管复合导热材料及其制备方法。
背景技术：
：有机硅产品是以硅－氧(si－o)键为主链结构的，所以有机硅产品具有热稳定性高、耐候性高、电器绝缘性能、低表面张力和低表面能、生理惰性等特点，由于有机硅具有上述这些优异的性能，因此它的应用范围非常广泛。它不仅作为航空、尖端技术、军事技术部门的特种材料使用，而且也用于国民经济各部门，其应用范围已扩到：建筑、电子电气、纺织、汽车、机械、皮革造纸、化工轻工、金属和油漆、医药医疗等。国内外研究者对有机硅导热材料进行了大量的研发和改性，逐渐形成一系列导热硅材料。近年来采用无机填料(玻璃纤维、碳纤维、晶须等)制备超高导热复合材料的研究越来越受到关注，并将其广泛应用于电子行业。碳纳米管由于具有长径比大，耐高温、抗化学腐蚀、强度高，导热性能高、易表面处理之优点，与有机硅复合后使聚合物体系性能得到很大的提高。同时，在电子封装和计算机芯片方面，设备的几何尺寸不断减小，能量输出却不断增加，使得导热材料的研究在这一领域变得越来越重要。传统导热材料易加工成型、价格低廉,但是热导率较低。通过在有机硅材料中添加高热导率的功能填料,如氮化铝、氮化硼、氧化镁和氧化铝等,可望显著提高聚合物的导热性能,同时又能保持聚合物的绝缘性能。迄今为止，众多专利已经报导了添加一定比例碳纳米管材料，并采用有机硅树脂为基体、高导热填料，但大多是采用传统方法，导热效率偏低。因此，本发明所开发的碳纳米管处理工艺对增强导热材料意义重大，具有广阔的应用前景。技术实现要素：本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种碳纳米管复合导热材料及其制备方法，利用碳纳米管超高各向异性导热能力，运用强磁场干预手段，定向取向碳纳米管，充分发挥碳纳米管导热能力，配以金属粉体增强磁场敏感性，制备出低密度、高柔韧性、高导热的有机硅树脂改性材料。本发明解决上述技术问题采取的技术方案是：一种碳纳米管复合导热材料，包括以下重量份的原料：有机硅树脂15～50，导热剂10～40，碳纳米管0.5～10，催化剂0.05～1，固化剂0.05～1，其他助剂0.1～15。作为优选，所述有机硅树脂为透明粘稠液体。作为优选，所述导热剂为金属锶、金属铌、磁性粉体、氧化铝、氧化镁、氮化铝、氮化硼和碳化硅中的一种或几种进行复配。作为优选，所述的碳纳米管为单壁碳纳米管和多壁碳纳米管中的一种或两种的混合物。作为优选，所述催化剂为铂金催化剂。作为优选，所述固化剂为含氢硅油，含氢量为0.05～1。作为优选，所述其他助剂包括阻燃剂、偶联剂和脱模剂中的一种或几种。一种碳纳米管复合导热材料的制备方法，包括以下步骤：步骤一：利用偶联剂对导热填料进行表面处理，搅拌分散，使导热填料表面均匀包覆一层偶联剂，增强填料与有机硅树脂基体的相容性；步骤二：经过处理的导热填料和有机硅树脂、碳纳米管、阻燃剂装入分散机进行混合分散1min～60min，形成混合物一；步骤三：再将催化剂和固化剂分别加入分散机中，与混合物一一起分散搅拌1min～60min，真空除气，形成混合物二；步骤四：将混合物二进行压延生产，然后对产品外加强磁场，对碳纳米管定向取向30min～120min，最后将产品硫化成型。采用了上述技术方案后，本发明具有以下的有益效果：本发明所涉及的一种碳纳米管增强有机硅导热材料，1.利用碳纳米管优异的力学、传热、电性能、物理性能,将其与有机硅树脂进行复合,不仅可以提高基体材料的强度、改善其韧性，可以提高其导热性能；2.添加复配导热剂，显著提高其材料的导热性能，使其满足日益需求旺盛的led及电子传热领域；3.运用外加强磁场(磁场定向)对碳纳米管进行取向，充分利用碳纳米管导热方面各向异性的特点，提高材料垂直方向导热系数。具体实施方式为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例，对本发明作进一步详细的说明。一种碳纳米管复合导热材料，包括以下重量份的原料：有机硅树脂15～50，导热剂10～40，碳纳米管0.5～10，催化剂0.05～1，固化剂0.05～1，其他助剂0.1～15。所述有机硅树脂为透明粘稠液体。所述导热剂为金属锶、金属铌、磁性粉体、氧化铝、氧化镁、氮化铝、氮化硼和碳化硅中的一种或几种进行复配，优选金属锶、金属铌、磁性粉体、氧化铝、氮化铝和氮化硼。所述的碳纳米管为单壁碳纳米管和多壁碳纳米管中的一种或两种的混合物，优选单壁碳纳米管，直径和长度分别为0.75～3nm和1～50μm。所述催化剂为铂金催化剂。所述固化剂为含氢硅油，含氢量为0.05～1。所述其他助剂包括阻燃剂、偶联剂和脱模剂中的一种或几种。一种碳纳米管复合导热材料的制备方法，包括以下步骤：步骤一：利用偶联剂对导热填料进行表面处理，搅拌分散，使导热填料表面均匀包覆一层偶联剂，增强填料与有机硅树脂基体的相容性；步骤二：经过处理的导热填料和有机硅树脂、碳纳米管、阻燃剂装入分散机进行混合分散1min～60min，形成混合物一；步骤三：再将催化剂和固化剂分别加入分散机中，与混合物一一起分散搅拌1min～60min，真空除气，形成混合物二；步骤四：将混合物二进行压延生产，然后对产品外加强磁场，对碳纳米管定向取向30min～120min，最后将产品硫化成型。实施例：包括以下四个实施例表1成分实施例1实施例2实施例3实施例4有机硅树脂40404040导热剂48.648.147.647.1碳纳米管11.522.5催化剂0.150.150.150.15固化剂0.250.250.250.25其他助剂10101010将表1中的四个实施例的原料配比按照上述制备方法进行制备。按照表1中四个实施例中的配方所制备出的产品在相同环境温度下测试性能结果如下：表2从表2中实施例1至实施例4配方的测试结果可以看出，随碳纳米管比例的增加，所制备材料的导热系数及拉伸强度呈上升趋势，材料的耐电压性能呈下降趋势；随着碳纳米管比例增加，材料混合生产过程难度增加。本发明旨在利用碳纳米管超高各向异性导热能力，运用强磁场干预手段，定向取向碳纳米管，充分发挥碳纳米管导热能力，配以金属粉体增强磁场敏感性，制备出低密度、高柔韧性、高导热的有机硅树脂改性材料。以上所述的具体实施例，对本发明解决的技术问题、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。当前第1页12