填充型聚酰胺6導(dǎo)熱復(fù)合材料的制備及其性能研究.pdf

1、隨著電子設(shè)備向著超薄、輕便、多功能化的方向快速發(fā)展,對(duì)導(dǎo)熱材料的要求也越來越高。樹脂基導(dǎo)熱復(fù)合材料因具有質(zhì)輕、耐化學(xué)腐蝕、易加工成型、力學(xué)性能優(yōu)良等特點(diǎn),在散熱領(lǐng)域受到越來越多的關(guān)注。本文選用具有優(yōu)良力學(xué)性能和加工性能的聚酰胺6(PA6)作為基體材料,填充不同種類的導(dǎo)熱填料,采用熔融共混的方法制備PA6基導(dǎo)熱復(fù)合材料。對(duì)導(dǎo)熱復(fù)合材料的導(dǎo)熱、電絕緣性、力學(xué)、熱變形溫度、熔體流動(dòng)速率等性能進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。
　　分別以Al2O3、Al

2、N和BN為導(dǎo)熱填料,制備了PA6基導(dǎo)熱絕緣復(fù)合材料。研究發(fā)現(xiàn),復(fù)合材料的導(dǎo)熱系數(shù)隨填料含量的增加逐步提高;填料含量相同時(shí),BN/PA6的導(dǎo)熱系數(shù)和熱變形溫度最高,而力學(xué)性能和加工性能最差;AlN/PA6的力學(xué)性能和加工性能最好;Al2O3/PA6的彎曲強(qiáng)度最高,且現(xiàn)有條件下可以實(shí)現(xiàn)Al2O3的高填充,Al2O3含量為60 wt％時(shí),復(fù)合材料的導(dǎo)熱系數(shù)達(dá)到1.06 W·m-1·K-1。三種填料都能使材料保持優(yōu)異的電絕緣性能。
　　為

3、了進(jìn)一步提高PA6導(dǎo)熱復(fù)合材料的導(dǎo)熱性能,選擇具有高導(dǎo)熱性能的鱗片狀石墨作為導(dǎo)熱填料,制備了PA6基導(dǎo)熱導(dǎo)電復(fù)合材料。研究表明,復(fù)合材料的導(dǎo)熱系數(shù)隨石墨含量的增加呈線性增加,體積電阻率和表面電阻率的變化則存在明顯的滲濾現(xiàn)象,熱變形溫度顯著提高而熔體流動(dòng)速率逐漸降低,復(fù)合材料的加工成型性能變差,此外,石墨會(huì)嚴(yán)重影響復(fù)合材料的力學(xué)性能。與單一填充石墨相比,采用Al2O3等顆粒與石墨混雜填充的方法可以提高復(fù)合材料的力學(xué)性能。在顆粒狀填料填充的

4、基礎(chǔ)上,進(jìn)一步添加玻璃纖維或碳纖維,可以顯著提高復(fù)合材料的力學(xué)性能和熱變形溫度,且纖維和顆粒的相互作用更加利于復(fù)合材料中三維導(dǎo)熱網(wǎng)絡(luò)的完善。
　　為了使導(dǎo)熱復(fù)合材料更適于實(shí)際應(yīng)用,在PA6導(dǎo)熱復(fù)合材料的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步添加合適的阻燃劑,制備了阻燃型PA6導(dǎo)熱復(fù)合材料。研究發(fā)現(xiàn),導(dǎo)熱復(fù)合材料的填料中含有石墨時(shí),紅磷阻燃劑具有良好的阻燃效果,且紅磷與Mg(OH)2復(fù)配使用時(shí)阻燃效果更佳。隨紅磷含量的增加,復(fù)合材料的阻燃性能提高,導(dǎo)熱系數(shù)