本發(fā)明屬于復(fù)合材料領(lǐng)域。具體來(lái)說(shuō)，本發(fā)明涉及一種導(dǎo)熱、絕緣性能良好的改性 氮化鋁填充環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料。
背景技術(shù)：
電機(jī)線(xiàn)圈密封膠，對(duì)深海水下電機(jī)轉(zhuǎn)子線(xiàn)圈進(jìn)行密封，固化后需要能承1000米水壓強(qiáng)度和密封，且應(yīng)具有良好的絕緣性，防止線(xiàn)圈破損短路，同時(shí)電機(jī)工作時(shí)會(huì)放出大量熱量，該膠黏劑需要耐熱，同時(shí)有良好導(dǎo)熱性能，能及時(shí)將熱量傳導(dǎo)，降溫材料溫度。
中國(guó)專(zhuān)利CN 102532606 B，發(fā)明名稱(chēng)為一種改性氮化鋁填充環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料，主要由環(huán)氧樹(shù)脂以及其中夾雜的上述改性氮化鋁粉末構(gòu)成 ； 所述環(huán)氧樹(shù)脂和改性氮化鋁的質(zhì)量比為 ：（2~11）:1。該復(fù)合材料熱導(dǎo)率 比純樹(shù)脂增加 2 ～ 3 倍，熱導(dǎo)率可達(dá) 0.73W·m-1·K-1。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明提供一種耐熱、良好導(dǎo)熱性能的導(dǎo)熱絕緣膠。
本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種導(dǎo)熱絕緣膠，導(dǎo)熱絕緣膠由耐溫型環(huán)氧樹(shù)脂內(nèi)填充氮化鋁，氮化鋁由粒徑大小不同且呈圓球形顆粒組成；其中氮化鋁為納米級(jí)氮化鋁、微米級(jí)氮化鋁、毫米級(jí)氮化鋁。
進(jìn)一步地，上述氮化鋁質(zhì)量份數(shù)比為：（納米級(jí)氮化鋁+微米級(jí)氮化鋁）∶毫米級(jí)氮化鋁=（120～150）∶（100～320）。
進(jìn)一步地，上述環(huán)氧樹(shù)脂和氮化鋁質(zhì)量份數(shù)比100∶（250～440）。
進(jìn)一步地，上述環(huán)氧樹(shù)脂、（納米級(jí)氮化鋁+微米級(jí)氮化鋁）、毫米級(jí)氮化鋁的質(zhì)量份數(shù)比為：100∶（120～150）∶（100～320）。
進(jìn)一步地，上述導(dǎo)熱復(fù)合材料的膠液固化前黏度為4000～5000cps。
上述任意一種導(dǎo)熱絕緣膠的制備方法，其特征在于，包括以下步驟 ：
①將上述材料按比例混合后，升溫降低材料體系黏度；
②攪拌3-4小時(shí)機(jī)械攪拌混勻微粒，再通過(guò)超聲波震蕩1小時(shí)進(jìn)一步充分混勻微料；出料前真空攪拌脫泡；倒入需要灌注處，真空震動(dòng)脫泡，并升溫固化。
進(jìn)一步地，上述步驟①升溫溫度為40-50℃，步驟②固化升溫步驟為：80-90℃，4小時(shí)，120℃，2小時(shí)固化。
本發(fā)明的創(chuàng)新點(diǎn)是：
1）材料配方組合 采用特種高性能環(huán)氧與高導(dǎo)熱絕緣填料組合；
2）為提升導(dǎo)熱率，通過(guò)添加各種粒徑氮化鋁，能進(jìn)一步進(jìn)行互補(bǔ)優(yōu)化填充；
3）采用毫米級(jí)氮化鋁顆粒，大幅提升氮化鋁加入量，且采用球形氮化鋁顆粒(微米級(jí)氮化鋁粉末，經(jīng)燒結(jié)配方造粒，離心力作用下快速凝結(jié)，再經(jīng)高溫?zé)浦频?，增加導(dǎo)熱膠的流動(dòng)性，方便其隨料倒出，大幅提升導(dǎo)熱率。
說(shuō)明：加氮化鋁粉粒（微米級(jí)及更小粒徑），現(xiàn)有技術(shù)100份樹(shù)脂加入氮化鋁量超過(guò)150份，膠液黏度就很大了，膠液黏度大，流動(dòng)性差，不利于操作和脫泡，且絕熱性能樹(shù)脂對(duì)導(dǎo)電填料都形成包覆，大大降低其導(dǎo)熱性，而不同粒徑的氮化鋁同時(shí)加入時(shí)，在樹(shù)脂黏度并不太高情況下，能加入250-440份氮化鋁，且大顆粒氮化鋁直接相連，能大幅度提升其導(dǎo)熱率。
本發(fā)明的導(dǎo)熱絕緣膠有益效果是：
熱導(dǎo)率可達(dá) 3～5 W/（m·K）；絕緣性?xún)?yōu)，表面電阻：6.4×1011Ω，體積電阻：7.5×1014Ω/cm。
耐溫性好：測(cè)試膠液固化后玻璃化溫度高于300℃，強(qiáng)度高、粘接力強(qiáng)、密封性好，模擬小電機(jī)試驗(yàn)，封電圈后15MPA水壓試驗(yàn)（滿(mǎn)足1000米水壓要求），能密封。
膠液固化前黏度低（約4000-5000cps），易操作，易脫泡。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例：
對(duì)于該點(diǎn)可以到時(shí)以圖進(jìn)行輔助，并通過(guò)一定的理論分析進(jìn)行闡述；
從上表可以看出，只加入氮化鋁微粒（納米、微米級(jí)）時(shí)，最多加入到150份左右（再多加粘度大，不利于脫泡、注膠），而在該料中再加入一定量大粒徑氮化鋁（毫米級(jí)顆粒），幾乎不會(huì)造成其流動(dòng)性變差，而當(dāng)?shù)X微粒量減小時(shí)，大粒徑氮化鋁仍能再略提高加入量，如上表幾個(gè)典型配方。
下表是本發(fā)明的優(yōu)選方案
導(dǎo)熱率大幅提升原理：
1、為保證絕緣導(dǎo)熱膠導(dǎo)熱率提升，所選原材料首先應(yīng)都具備絕緣性，樹(shù)脂為絕熱材料（導(dǎo)熱率低至0.2 W/（m·K）），在樹(shù)脂中添加絕緣但導(dǎo)熱率優(yōu)異的氮化鋁填料（導(dǎo)熱率高至320 W/（m·K））；
2、為提高膠液導(dǎo)熱率，應(yīng)最大幅度提升導(dǎo)熱填料氮化鋁的加入量，一般方法采用添加氮化鋁微粒（納米級(jí)至微米級(jí)氮化鋁），本發(fā)明中，氮化鋁微粒與毫米級(jí)氮化鋁顆?；旌咸砑?，通過(guò)大顆粒氮化鋁間隙填充小顆粒氮化鋁間隙，大幅提升氮化鋁填入量，從而大幅提升膠液整體導(dǎo)熱率；
3、氮化鋁微粒表層被樹(shù)脂包覆，全部被隔絕成各個(gè)“孤島”，而樹(shù)脂是絕熱的，整體導(dǎo)熱性不佳，而在填入大顆粒球形氮化鋁后，由于氮化鋁密度（3.2g/cm3）遠(yuǎn)大于樹(shù)脂密度（1-1.1 g/cm3），氮化鋁顆粒密度比樹(shù)脂/氮化鋁膠液密度大，其會(huì)因重力下沉，導(dǎo)致很多氮化鋁大顆粒直接相挨，在材料里面直接形成氮化鋁導(dǎo)熱網(wǎng)絡(luò)線(xiàn)，大大提升了其導(dǎo)熱率；
4、氮化鋁顆粒選用球形狀，增大其流動(dòng)性。本方明方案初期也選用不規(guī)則毫米級(jí)氮化鋁顆粒，發(fā)現(xiàn)其加入后沉底部堆積，無(wú)法流動(dòng)。
以上結(jié)合表格詳細(xì)描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，但是，本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式中的具體細(xì)節(jié)，在本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行多種簡(jiǎn)單變型，這些簡(jiǎn)單變型均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。