不同氧化鋁導(dǎo)熱填料改性環(huán)氧樹脂、聚氨酯、有機(jī)硅復(fù)合填研究

文章出處：行業(yè)動(dòng)態(tài) 責(zé)任編輯：東莞東超新材料科技有限公司發(fā)表時(shí)間：2022-10-25

　　從氧化鋁導(dǎo)熱填料改性環(huán)氧樹脂、聚氨酯、有機(jī)硅復(fù)合材料導(dǎo)熱機(jī)理出發(fā)，主要綜述了無(wú)機(jī)導(dǎo)熱填料摻雜改性環(huán)氧樹脂的研究現(xiàn)狀。基于構(gòu)筑導(dǎo)熱通路的方向，東超新材料簡(jiǎn)單介紹了氧化鋁導(dǎo)熱填料的填料尺寸、分布取向、復(fù)合填充、表面功能化等因素對(duì)環(huán)氧樹脂、聚氨酯、有機(jī)硅復(fù)合材料導(dǎo)熱性能的改善效果，并進(jìn)行了對(duì)比分析。以及對(duì)氧化鋁導(dǎo)熱填料研究領(lǐng)域未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。

針對(duì)氧化鋁導(dǎo)熱填料改性環(huán)氧樹脂、聚氨酯、有機(jī)硅導(dǎo)熱粉的改性主要有以下幾種途徑：
①采用直接搭配不同粉體、不同大小粉末復(fù)合等方法在環(huán)氧樹脂基體中添加高導(dǎo)熱無(wú)機(jī)填料，通過相應(yīng)的工藝制備成高導(dǎo)熱環(huán)氧樹脂，進(jìn)而提高氧樹脂、聚氨酯、有機(jī)硅材料的熱導(dǎo)率；
②制備環(huán)氧樹脂/納米無(wú)機(jī)填料復(fù)合材料，利用納米材料獨(dú)特的光、電、磁等特性來(lái)制備高導(dǎo)熱環(huán)氧樹脂，改善環(huán)氧樹脂的物理性能、化學(xué)性能、生物性能，實(shí)現(xiàn)氧樹脂、聚氨酯、有機(jī)硅的高性能化；
③采用化學(xué)途徑，對(duì)導(dǎo)熱填料進(jìn)行表面功能化處理，改善有機(jī)/無(wú)機(jī)界面的相容性以及填料顆粒在基體中的分散性，進(jìn)而提高氧樹脂、聚氨酯、有機(jī)硅材料的熱導(dǎo)率；
⑤導(dǎo)熱填料，在復(fù)合材料內(nèi)部構(gòu)建維的填料空間結(jié)構(gòu)，進(jìn)而加強(qiáng)導(dǎo)熱網(wǎng)絡(luò)，制備多維度高導(dǎo)熱氧樹脂、聚氨酯、有機(jī)硅復(fù)合材料。

填充型導(dǎo)熱環(huán)氧樹脂常用的填料大致可分為：納米填料，如氧化鋁、氮化硼納米顆粒、如碳纖維、碳納米管、氮化硼納米片、石墨烯納米片、黏土、三維石墨烯、三維氮化硼等。

除此之外，利用不同維度填料之間的協(xié)同作用可以制備出性能優(yōu)異的復(fù)合填料，從而有效提高復(fù)合材料的熱導(dǎo)率。在填充的過程中，填料的填充量、表面形貌、粒徑、表面處理、制備方法等因素對(duì)環(huán)氧樹脂基復(fù)合材料的導(dǎo)熱性能具有顯著影響。

純環(huán)氧樹脂的熱導(dǎo)率僅為 0.17～0.23 W/(m·K)，如此低的熱導(dǎo)率難以滿足現(xiàn)階段高集成度、高功率密度及高頻電子器件的散熱要求。因此，在保持電絕緣性能的基礎(chǔ)上提高環(huán)氧樹脂材料的導(dǎo)熱能力就顯得尤為重要，開發(fā)兼具高導(dǎo)熱性和優(yōu)異電絕緣性的環(huán)氧樹脂基復(fù)合絕緣材料已然成為當(dāng)前絕緣材料領(lǐng)域的重要研究方向之一。

現(xiàn)在國(guó)內(nèi)的狀況，可以通過這兩種方式來(lái)提高導(dǎo)熱性能，不管是環(huán)氧樹脂、聚氨酯、有機(jī)硅等體系，都可以通過這兩個(gè)方式來(lái)提高導(dǎo)熱系數(shù)。
一是基于分子結(jié)構(gòu)調(diào)控環(huán)氧樹脂導(dǎo)熱性能的本征改性，即對(duì)環(huán)氧樹脂分子鏈結(jié)構(gòu)做調(diào)整，在環(huán)氧樹脂基體中部整齊有序的液晶結(jié)構(gòu)，從而提高結(jié)晶度以及取向度，最終提高環(huán)氧樹脂材料的熱導(dǎo)系數(shù)效果，該方法得到的高導(dǎo)熱環(huán)氧樹脂稱為本征型導(dǎo)熱環(huán)氧樹脂。

二是基于無(wú)機(jī)高導(dǎo)熱填料摻雜的環(huán)氧樹脂導(dǎo)熱性能改性研究，即通過在環(huán)氧樹脂材料中添加一些高導(dǎo)熱氧化鋁，如球形氧化鋁、氮化硼、納米氧化鋁等，結(jié)合制備工藝優(yōu)化獲得填充型添加量高的導(dǎo)熱環(huán)氧樹脂，不僅是環(huán)氧樹脂以及聚氨酯、有機(jī)硅等體系都可以按照這種方式來(lái)增加導(dǎo)熱系數(shù)。這是未來(lái)幾年導(dǎo)熱界面材料的發(fā)展趨勢(shì)。

以上兩種方法各具特點(diǎn)，但相比之下后者制備工藝相對(duì)簡(jiǎn)單、成本較低、可控性強(qiáng)、導(dǎo)熱效果提升顯著，并且可根據(jù)工程應(yīng)用的不同需求靈活調(diào)整搭配、復(fù)配填料的填充量，適合工業(yè)級(jí)電子、新能源的生產(chǎn)。因此，當(dāng)前國(guó)內(nèi)在填充型環(huán)氧樹脂、聚氨酯、有機(jī)硅的改性研究方面做了大量工作，不停的驗(yàn)證、實(shí)驗(yàn)操作，到現(xiàn)在是國(guó)內(nèi)逐漸發(fā)展起來(lái)。

文章是圍繞從聚合物材料導(dǎo)熱機(jī)理出發(fā)，現(xiàn)階段的無(wú)機(jī)氧化鋁導(dǎo)熱填料對(duì)環(huán)氧樹脂、聚氨酯、有機(jī)硅材料導(dǎo)熱性能的改善情況進(jìn)行綜述。如果大家還不同氧化鋁導(dǎo)熱填料改性環(huán)氧樹脂、聚氨酯、有機(jī)硅復(fù)合填有別的疑問，歡迎咨詢直接撥打網(wǎng)站上的咨詢熱線。

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