电器用导电_导热复合材料的制备与性能研究.pdfVIP

摘要

摘要

随着半导体技术的进步，设备逐渐向着微型化和轻量化发展，相关的结构件和

基板材料逐渐具备高集成化和高功率化的特点。然而传统导电导热复合材料难以有

效解决电子器件产生的热点与电荷累积问题以及满足多功能化的需求。因此本研究

制备了两种新型聚合物基导电导热复合材料。通过对石墨进行表面功能化，利用石

墨与金属填料优秀的导电导热性能，在保证复合材料力学性能的同时，增强使用性

能，满足电器件或结构件领域对高性能导电导热复合材料的需求。

本研究选择双酚A型环氧树脂的水分散体做为聚合物基体，使用活性化处理的鳞

片石墨与经过1-乙基-3甲基咪唑二氰铵盐（EMI-DCA）离子液体表面修饰的纳米铝

为填料，通过多元共混法制备EMI-DCA@Al/AFG/EP功能化导电导热复合材料。实

验数据表明，相比于Al/AFG/EP复合材料，当EMI-DCA@Al/AFG的添加量为40wt%

时，复合材料的电导率由0.515S/cm增加到0.691S/cm，增幅为25.4%。热导率由9.72

W/(m∙K)9.87W/(m∙K)3.1%30

增加到，增幅为。复合材料在放置天后，电导率下降幅

度为2.8%，热导率下降幅度为2.1%，能够保证稳定且长效的导电导热性能。相较于

纯环氧树脂材料，无机物的加入使复合材料的热分解温度由335.7℃下降到325.8℃，

热稳定性能有所降低。复合涂层的弯曲强度由27.93MPa上升到34.92MPa，增幅为

22

26%；抗冲击强度由0.82kJ/m上升至到了0.97kJ/m，增幅为17.9%；粘接性能由16.7

MPa增加到17.7MPa，增幅6.3%。

A

以双酚型环氧树脂的水分散体为基体，使用通过纳米银包覆处理的纳米石墨作

为填料，通过共混法制备了Ag@nano-EG/EP复合材料。当填料添加量为60wt%时，

复合材料热分解温度相较于未使用纳米银包覆时增加了为2%，由356.6℃上升为

363.780070.4%81.7%13.8%

℃；℃时残余量从上升至，增幅为。玻璃化转变温度随添

加量的增加呈现上升趋势，添加量为60wt%时玻璃化转变温度增长为137.2℃，增幅

-2

为14.3%，复合材料热稳定性上升。电导率由6.17×10S/cm增加到0.792S/cm，热导

11.26W/(mK)12.93W/(m∙K)12.9%

率由∙增加到了，增幅为。无机物的加入影响了体系

的有序程度，相较于纯环氧树脂，复合涂层的弯曲强度呈现下降趋势，由105MPa

2

逐渐降低到40.2MPa。而抗冲击性能与粘接强度有所增加，分别由1.42kJ/m和17.32

2

MPa1.59kJ/m21.2MPa7

上升至到了与。耐盐雾测试结果表面，在盐碱环境下存在天

后Ag@nano-EG/EP复合材料能够有效减少腐蚀斑点的产生，提高了涂层屏障性能，

对腐蚀介质有阻隔作用。

关键词水性涂料；环氧树脂；鳞片石墨；离子液体；纳米石墨；复合材料

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河北科技大学硕士学位论文

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