强度为26.27MPa，弯曲强度47.23MPa，缺口冲击强度 2.61KJ/m2。
[0036]实施例2
[0037]基于碳纳米管的导热绝缘复合材料，按重量份计，由以下组分组成:聚丙烯100份，氮化硼40份，处理后碳纳米管3.5份，硅氧偶联剂1.5份，酚类1010 0.4份，石蜡3.5份。
[0038]上述基于碳纳米管的导热绝缘复合材料的制备方法同实施例1。
[0039]本实施例获得的基于碳纳米管的导热绝缘复合材料的扫描电镜图如图2所示，由于在剪切力下共混氮化硼尺寸在一定范围内分布，氮化硼均匀地分散在基体中；在扫描电镜图中碳纳米管共轭体系含有较多电子，在照射过程中碳纳米管相比于基体和导热无机填料更明亮；箭头所指就是碳纳米管和无机填料的搭接处，热量就是以“碳纳米管-填料-碳纳米管”方式传递，很好地符合图1示意图表现出热量传递过程。上述基于碳纳米管的导热绝缘复合材料制样后测试的导热系数为0.72ff/m.K，表面电阻率为2.13Ε+13Ω，体积电阻率为5.90Ε+12Ω.ο?，拉伸强度为21.33MPa，弯曲强度37.79MPa，缺口冲击强度1.42KJ/m2。
[0040]实施例3
[0041]基于碳纳米管的导热绝缘复合材料，按重量份计，由以下组分组成:聚苯硫醚100份，氮化硼45份，处理后碳纳米管3份，钛酸酯偶联剂1.5份，亚磷酸酯类168 0.4份，脂肪酸类润滑剂3.5份。
[0042]上述基于碳纳米管的导热绝缘复合材料的制备方法如下:
[0043]首先将聚苯硫醚和氮化硼在90°C条件下进行干燥，然后取配比量的各组分通过双螺杆挤出机在各段温度为150，300，300，290，300和310°C挤出造粒，经80?100 °C烘干后进行成型制样。
[0044]上述基于碳纳米管的导热绝缘复合材料制样后测试的导热系数为0.90ff/m.K，表面电阻率为9.72E+13 Ω，体积电阻率为3.21E+13 Ω.cm,拉伸强度为72.53MPa，弯曲强度106.94MPa，缺口冲击强度 2.57KJ/m2。
[0045]实施例4
[0046]基于碳纳米管的导热绝缘复合材料，按重量份计，由以下组分组成:聚苯硫醚100份，氮化硼65份，处理后纳米管1.5份，钛酸酯偶联剂2份，亚磷酸酯类168 0.6份，脂肪酸类润滑剂4.5份。
[0047]上述基于碳纳米管的导热绝缘复合材料的制备方法同实施例3。
[0048]上述基于碳纳米管的导热绝缘复合材料制样后测试的导热系数为1.35ff/m.K，表面电阻率为1.75Ε+13Ω，体积电阻率为1.24Ε+13Ω.cm，拉伸强度为70.21MPa，弯曲模量112.34MPa，缺口冲击强度 2.13KJ/m2。
[0049]实施例5
[0050]基于碳纳米管的导热绝缘复合材料，按重量份计，由以下组分组成:尼龙-6 100份，Al20315份，处理后碳纳米管6份，铝酸酯偶联剂0.8份，对苯二胺0.3份，金属皂类硬脂酸钙2份。
[0051]上述基于碳纳米管的导热绝缘复合材料的制备方法如下:
[0052]首先将聚苯硫醚和氮化硼在80°C条件下进行烘干，然后取配比量的各组分通过双螺杆挤出机在各段温度为150，250，250，240，250，和250 °C挤出造粒，经70?90 °C烘干后进行成型制样。
[0053]上述基于碳纳米管的导热绝缘复合材料制样后测试的导热系数为0.54ff/m.K，表面电阻率为7.56E+14 Ω，体积电阻率为3.76E+13 Ω.cm,拉伸强度为75.53MPa，弯曲强度106.21MPa，缺口冲击强度 6.76KJ/m2。
[0054]实施例6
[0055]基于碳纳米管的导热绝缘复合材料，按重量份计，由以下组分组成:尼龙-6 100份，MgO 60份，处理后碳纳米管1.5份，铝酸酯偶联剂2份，二苯胺0.6份，金属皂类硬脂酸钙4.5份。
[0056]上述基于碳纳米管的导热绝缘复合材料的制备方法同实施例5。
[0057]上述基于碳纳米管的导热绝缘复合材料制样后测试的导热系数为0.90ff/m.K，表面电阻率为3.24E+14 Ω，体积电阻率为2.59E+13 Ω.cm,拉伸强度为62.53MPa，弯曲强度78.56MPa，缺口冲击强度 4.26KJ/m2。
[0058] 最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。
【主权项】
1.基于碳纳米管的导热绝缘复合材料，其特征在于，所述复合材料由热塑性聚合物、导热无机填料、碳纳米管、偶联剂、抗氧剂和加工助剂组成，按热塑性聚合物加入重量为100份计，导热无机填料加入重量为10?70份，碳纳米管加入重量为I?7份。
2.根据权利要求1所述的基于碳纳米管的导热绝缘复合材料，其特征在于，按热塑性聚合物加入重量为100份计，偶联剂加入重量为0.5?2.5份，抗氧剂加入重量为0.1?I份，加工助剂加入重量为0.5?5份。
3.根据权利要求1所述的基于碳纳米管的导热绝缘复合材料，其特征在于，所述热塑性聚合物为聚丙烯、聚乙烯、聚醚醚酮、聚酰亚胺、聚苯乙烯、聚苯醚、聚砜、聚醚砜、聚甲醛、聚苯硫醚、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚四氟乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、尼龙或聚氯乙烯中的一种。
4.根据权利要求1所述的基于碳纳米管的导热绝缘复合材料，其特征在于，所述导热无机填料为氮化物、碳化物或金属氧化物中的一种或多种。
5.根据权利要求4所述的基于碳纳米管的导热绝缘复合材料，其特征在于，所述导热无机填料为氮化硼、氮化硅、氮化铝、碳化硅、碳化硼、氧化镁或氧化铝中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的基于碳纳米管的导热绝缘复合材料，其特征在于，所述导热无机填料颗粒的平均粒径为0.5?5 μ m，颗粒形状为球形、片状或椭球形；所述碳纳米管长度为5?25 μ m，直径为10?30nm。
7.根据权利要求1所述的基于碳纳米管的导热绝缘复合材料，其特征在于，所述偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂或铝酸酯偶联剂。
8.根据权利要求1所述的基于碳纳米管的导热绝缘复合材料，其特征在于，所述抗氧剂为酚类、亚磷酸酯类或芳香胺类的至少一种。
9.根据权利要求1所述的基于碳纳米管的导热绝缘复合材料，其特征在于，所述加工助剂为脂肪酸酰胺类、脂肪酸类、石蜡或金属皂类硬脂酸钙中的至少一种。
10.权利要求1所述基于碳纳米管的导热绝缘复合材料的制备方法，其特征在于，首先将热塑性聚合物及导热无机填料进行干燥，并对碳纳米管进行表面处理，使其表面产生羧基，然后将各组分在热塑性聚合物的熔点以上、降解温度以下的温度范围内进行机械共混即得基于碳纳米管的导热绝缘复合材料。
【专利摘要】本发明公开了一种基于碳纳米管的导热绝缘复合材料及其制备方法，所述复合材料由热塑性聚合物、导热无机填料、碳纳米管、偶联剂、抗氧剂和加工助剂组成，按热塑性聚合物加入重量为100份计，导热无机填料加入重量为10～70份，碳纳米管加入重量为1～7份。本发明通过确定无机填料和碳纳米管的配比，并利用碳纳米管较大的长径比连接聚合物中多个孤立的导热无机填料颗粒，使碳纳米管和无机填料颗粒在聚合物中形成三维网络导热通道，同时多根碳纳米管可吸附在同一导热无机填料粒子上而不互相接触，使复合材料具有较好的力学性能、导热性能和绝缘性能。
【IPC分类】C08K5-18, C08K3-22, C08K5-526, C08L23-12, C08K3-38, C08K7-24, C08K5-098, C08K5-134, C08L91-06, C08K9-02, C08L77-02, C08L81-02, C08K13-06
【公开号】CN104861298
【申请号】CN201510273898
【发明人】王明, 周正勇, 郝永波, 张凯
【申请人】西南大学
【公开日】2015年8月26日
【申请日】2015年5月26日