本发明涉及导热垫片制造,具体涉及一种新能源高扭矩导热垫片材料及生产工艺。
背景技术:
1、导热硅胶片是以硅胶为基材的导热介质复合材料,又称为导热硅胶垫、导热矽胶片等。硅胶片作为导热材料,在新能源电池组上有着广泛的应用,因为导热垫片具有很高的热导率并且填缝性良好,使用操作方便,厚度可调节能弥补公差,并且具有弹性和恢复性,可以起到减震的效果。
2、碳纤维材料具有密度小、力学性能优异、热膨胀系数小、导热导电好、耐高温、耐疲劳等优良的性能,在导热材料也有着广泛应用。但是碳纤维自身具有导电性,导致垫片的绝缘性较差,难以很好的应用于新能源电池组上。为此,我们提出了一种新能源高扭矩导热垫片材料及生产工艺。
技术实现思路
1、(一)针对现有技术的不足,本发明提供了一种新能源高扭矩导热垫片材料及生产工艺,通过硝酸铝和尿素在碳纤维表面包裹一层氧化铝颗粒薄膜,既提高了垫片材料的导热性,也保证了其具有良好的绝缘性,使垫片材料的整体质量得以提升。
2、(二)为实现以上目的,本发明通过以下技术方案予以实现:一种新能源高扭矩导热垫片材料,包括以下重量份原料:乙烯基硅油60-70份、含氢硅油2-5份、聚硅氧硅氮烷1-3份、乙炔基环己醇0.1-0.5份、催化剂0.5-1份、改性碳纤维500-800份、纳米氮化铝40-50份。
3、优选的,催化剂为铂金催化剂。
4、优选的,改性碳纤维的长度为50-100μm,纳米氮化铝的粒径为100-300nm。
5、优选的,改性碳纤维的制备方法如下:
6、s1、将碳纤维浸入硫酸溶液中进行处理,而后清洗、干燥,得到刻蚀碳纤维;
7、s2、将硝酸铝溶液和尿素放入反应器中充分搅拌溶解,接着加入刻蚀碳纤维继续搅拌反应,经过滤后,得到预处理碳纤维;
8、s3、在高温下焙烧预处理碳纤维,得到改性碳纤维。
9、优选的,步骤s1中,硫酸溶液的浓度为1mol/l;浸入时长为30-60min。
10、优选的,步骤s2中,硝酸铝溶液的浓度为1-2mol/l,且硝酸铝溶液与尿素的质量比为(5-10):1;搅拌反应温度为100-200℃,搅拌反应时长为2-6h。
11、优选的,步骤s3中,焙烧温度为600-800℃,焙烧时长为2-3h。
12、本发明还提供了一种新能源高扭矩导热垫片材料的生产工艺,包括以下步骤:
13、(1)将改性碳纤维、纳米氮化铝和硅烷偶联剂超声分散于甲苯中,在50-80℃下反应30-50min,而后过滤、干燥,得到混合填料;
14、(2)将乙烯基硅油、含氢硅油、聚硅氧硅氮烷、乙炔基环己醇、催化剂和混合填料在150-200pa的真空条件下搅拌混合,得到高扭矩导热垫片材料。
15、优选的,步骤(1)中,硅烷偶联剂和甲苯的质量比为1:(2-10)。
16、(三)本发明提供了一种新能源高扭矩导热垫片材料及生产工艺,具备以下
17、有益效果:
18、本发明利用了碳纤维的高导热性来提高垫片材料的导热效果,但碳纤维自身还具有导电特性,会影响垫片的绝缘性,故而通过硝酸铝和尿素在碳纤维表面包裹一层氧化铝颗粒薄膜,既提高了垫片材料的导热性,也保证了其具有良好的绝缘性,使垫片材料的整体质量得以提升。
19、本发明通过在氧化铝包裹前对碳纤维进行刻蚀处理,使得碳纤维表面变得粗糙,产生较多裂缝,有利于氧化铝颗粒薄膜的附着生长;改性碳纤维在基体中大多会连接为网状结构,形成导热通路,但部分改性碳纤维会出现层叠的问题,层叠的改性碳纤维会出现孔隙甚至隔断,而纳米氮化铝则可以很好的填充孔隙或隔断形成点连接,使得整个导热网状结构更加通畅庞大,可进一步改善垫片材料的导热效果。
1.一种新能源高扭矩导热垫片材料,其特征在于,包括以下重量份原料:乙烯基硅油60-70份、含氢硅油2-5份、聚硅氧硅氮烷1-3份、乙炔基环己醇0.1-0.5份、催化剂0.5-1份、改性碳纤维500-800份、纳米氮化铝40-50份。
2.如权利要求1所述的一种新能源高扭矩导热垫片材料,其特征在于,催化剂为铂金催化剂。
3.如权利要求1所述的一种新能源高扭矩导热垫片材料,其特征在于,改性碳纤维的长度为50-100μm,纳米氮化铝的粒径为100-300nm。
4.如权利要求1所述的一种新能源高扭矩导热垫片材料,其特征在于,改性碳纤维的制备方法如下:
5.如权利要求4所述的一种新能源高扭矩导热垫片材料,其特征在于,步骤s1中,硫酸溶液的浓度为1mol/l;浸入时长为30-60min。
6.如权利要求4所述的一种新能源高扭矩导热垫片材料,其特征在于,步骤s2中,硝酸铝溶液的浓度为1-2mol/l,且硝酸铝溶液与尿素的质量比为(5-10):1;搅拌反应温度为100-200℃,搅拌反应时长为2-6h。
7.如权利要求4所述的一种新能源高扭矩导热垫片材料,其特征在于,步骤s3中,焙烧温度为600-800℃,焙烧时长为2-3h。
8.如权利要求1-7任一所述的一种新能源高扭矩导热垫片材料的生产工艺,其特征在于,包括以下步骤:
9.如权利要求8所述的一种新能源高扭矩导热垫片材料的生产工艺,其特征在于,步骤(1)中,硅烷偶联剂和甲苯的质量比为1:(2-10)。