高温导热绝缘涂料

复合材料学报

第24卷 第2期 4月 2007年Acta M ateriae Compositae Sinica

V ol 24

N o 2

A pril

2007

文章编号:1000 3851(2007)02 0028 05

收稿日期:2006 05 17;收修改稿日期:2006 07 17

基金项目:国防基础预研专项资助项目(N4E K0005)

通讯作者:齐暑华,教授,博士生导师,研究方向:功能高分子与复合材料 E mail:wyz hou2004@

高温导热绝缘涂料

周文英1,齐暑华*1

,王彩风2,郭 建2

(1.西北工业大学理学院应用化学系,西安710072;2.西安向阳航天材料股份有限公司,西安710025)

摘 要: 以环氧改性有机硅树脂为基体,氮化硅、氧化铝混合填料为导热粒子制备了导热绝缘涂料。研究了涂料力学性能、热导率、电绝缘性、热稳定性等性能。结果表明:在填料质量分数40%及较佳的氧化铝与氮化硅质量比时,涂层拉伸强度为8 02M Pa,断裂延伸率为1 27%,附着力达到572.2N cm -2,热导率高达1 25W (m K )-1,介电常数5 7,体、表电阻率分别为3 1013 cm 与4.3 1013 ,可长期在200!下使用。与不使用导热填料的环氧改性有机硅树脂涂层相比具有较高的传热能力。关键词: 环氧改性有机硅;热导率;耐高温;电绝缘中图分类号: T B332 文献标识码:A

High temperature and insulating heat conductive coating

ZH OU Wenying 1,QI Shuhua *1,WANG Caifeng 2,GU O Jian 2

(1.Department of A pplied Chemistr y,Schoo l o f Science,N or thwestern P olytechnical U niver sity,X i an 710072,China; 2.Xi an Sunwar d A ero space M ater ials Company,X i an 710025,China)

Abstract: T he thermal co nduct ive coat ing w as obtained w ith the epox y modified silicone r esin as matr ix ,and the mix tur e of silicone nitride and alumina as the heat co nduct ive filler s.Its mechanical pro pert ies,therma l conductiv i ty ,electr ical insulat ion and thermal stability w ere studied.T he r esults indicate that at the tot al 40%mass fraction of filler s and pr efer able mass r atio o f alumina to silicone nitride,the tensile streng th,elo ng atio n at break and adhe sio n o f the co ating ar e 8 02M Pa, 1.27%and 572 2N cm -2,respectively;and its ther mal conductiv ity ,dielectr ic co nstant,v olume r esistivity and surface r esist ivit y ar e 1 25W (m K )-1,5 7,3 1013 cm and 4 3 1013 ,respectiv ely.In additio n,the coat ing can be used fo r a lo ng term at abo ut 200!.T he results also demonst rate that the coat ing has higher heat conductio n co mpar ed w ith the unfilled epo xy modified silicone resin based co ating.Keywords: epox y mo dified silico ne r esin;thermal co nduct ivit y;high temperature r esistant;electrical insulatio n

大多数聚合物基涂层不导热或低导热,甚至是

绝热的(如导弹外热防护涂层)。然而,在某些散热或热传导场合却需要涂层具有较高导热性能,如用于暖气换热片表面散热和保护作用的涂层,因填加铝粉而赋予涂层高热导率。此外,在电子电气行业使用的导热涂层有时还须具备良好的电绝缘性,即绝缘导热涂料,才能满足绝缘场合下的散热。在树脂基体中使用导热绝缘填料可制得导热绝缘涂料,该涂料不但广泛用于绝缘场合需要传热及散热的部位,还可应用于非绝缘场合的散热或热传导。国外对导热绝缘涂料研究较多,大多集中在电气领域使用的导热涂料,如Leivo

[1]

研究了A lN 、Al 2O 3、BN 混合填充的聚酰胺粉末涂料,用SEM 、激光散射法研究材料形态、聚合物及填料粒子大小,发现导热填料在聚合物内部的均匀分布使涂层内部结构更密实,从而导热系数增加;Lu

[2]

研究了BN 填充的硅

树脂涂层的导热、吸水性及介电性,发现同别的体系如PU /Al 、PU /炭纤维相比,BN/硅树脂体系吸水率最低,因此,BN/硅树脂是高散热、防潮及电绝缘场合使用的最理想的电气涂层材料。此外,将金属氧化物粉末与聚四氟乙烯共混烧结,所制得导热性良好的涂层材料用于金属炊具表面涂层,该涂层不粘锅,导热性好

[3]

。国内高温涂层研究主要集

中在绝热、耐烧蚀方面,对其导热性能关注极少,