技術領域

本發明涉及一種高性能的高導熱電絕緣復合材料。

背景技術

高分子材料電絕緣性能優異，但導熱系數非常低，一般為0.2W/m.K，是金屬材料的百分之一到千分之一，對于一些既要有高導熱、同時又有絕緣性要求的應用場合目前比較常規的方法是在高分子基材料中添加具有高導熱系數和高阻抗的無機填料(氮化鋁、氧化鋁等)，CN02825187.3、CN?200880011625.0和CN201010194959.5等專利都是采用這種方法。

但采用這種方法制備的材料，由于導熱填料的大量添加使復合材料的力學性能受到了嚴重的損害，同時導熱性能的提高也不顯著，一般很難高于2W/m.K。

對于LED散熱器、電器散熱器等需要利用散熱器面積快速傳熱的情況，如果材料的導熱系數小，則其在長度方向上的熱傳導就非常困難，熱量都集中在很小的區域中無法擴散，導致散熱器的有效面積沒有充分利用，影響了散熱效率。

發明內容

為了解決現有技術中高分子材料導熱性能差的問題，本發明提供了一種高導熱電絕緣復合材料，本發明采用的技術方案為：

一種高導熱電絕緣復合材料，所述高導熱電絕緣復合材料包括絕緣表層與導熱芯層，所述的高導熱電絕緣復合材料由一層絕緣層、一層導熱芯層交替分布疊置形成夾心結構經復合成型制得所述高導熱電絕緣復合材料，所述的夾心結構的內表層、外表層均為絕緣層，所述的夾心結構中所述的導熱芯層比絕緣層少一層；所述絕緣層由電絕緣高分子材料制成，所述導熱芯層呈鏤空的網格狀，是由高導熱系數材料制成的具有網格結構的導熱網格。

所述電絕緣高分子材料為具有良好電絕緣性的熱塑性高分子材料、熱固性高分子材料或添加導熱絕緣填料改性的高分子材料。

所述高導熱系數材料為高導熱的金屬材料、碳材料或無機材料，優選為金屬材料。

進一步，所述金屬材料為銀、銅、銅合金、鋁、鋁合金、鋅、鋅合金、鈦、鈦合金或鋼鐵中的一種或兩種以上的組合；

所述碳材料為碳纖維或石墨中的一種或兩種的混合；

所述無機材料為氮化鋁、氮化硼、氧化鋁、氧化鎂、氧化鈹、氮化硅、碳化硅中的一種或兩種以上的組合。

所述導熱芯層呈鏤空的網格狀，所述鏤空的網格狀為任意中心鏤空的形狀，例如方形、圓形、菱形、或任意不規則形狀均可。

所述導熱網格是用高導熱系數材料經編織、沖壓或焊接方法制成具有縱橫交錯的網格化的結構。

高導熱電絕緣的高分子基復合材料導熱芯層的結構為具有縱橫交錯的網格化的結構，以便在復合成型時使上下兩表層的高分子材料在通過導熱網格結構的空隙相互粘合在一起，提高復合材料整體的力學性能。

本發明所述夾心結構可以為內表層、外表層均為絕緣層，中間為一層導熱芯層的單層夾心結構，如附圖1所示，圖1中，1為絕緣層，2為導熱芯層；也可以構成多層夾心結構，所述多層夾心結構由m層絕緣層與(m-1)層導熱芯層組成，所述的絕緣層與導熱芯層一一交替疊置，所述的夾心結構的內表層、外表層均為絕緣層，m為3以上的正整數，附圖2即為m＝3時的多層夾心結構示意圖，圖2中，1為絕緣層，2為導熱芯層。

本發明所述夾心結也可構成環形結構，所述的環形結構的內環表層、外環表層均為絕緣層，所述的內環表層、外環表層中間為一層環形的導熱芯層。進一步，本發明所述夾心結構可以構成多層環形結構，由n層絕緣層與(n-1)層導熱芯層構成環形結構，所述的環形結構的內環表層、外環表層均為絕緣層，所述的內環表層、外環表層中間為絕緣層與導熱芯層一一交替疊置組成的同心環，n為3以上的正整數。

本發明所述復合成型的方法為模壓成型、擠出成型、澆鑄成型或注射成型。進一步，對于平面類制品或表層高分子材料為熱固性材料時可以采用層壓成型或澆鑄成型，對于管狀或平面類制品可采用擠出成型，對于形狀比較復雜的制品可采用注射成型或模壓成型方法制備。

本發明的技術原理是采用高導熱系數的材料制備網絡結構導熱層，使熱量通過高導熱網絡迅速擴散到整個復合材料中，在整個復合材料中形成較均勻的溫度分布，再通過表層的高分子材料向外傳導，解決了導熱性較差的材料熱量無法及時利用面積散熱的缺點。

本發明提供的高導熱電絕緣復合材料具有高導熱性、力學性能優異和高電絕緣性等優點，可應用于制備LED散熱器和電器散熱器等產品。

附圖說明

圖1為單層夾心結構復合材料的示意圖。

圖2為雙層夾心結構復合材料的示意圖。

圖3為具有導熱網絡環狀夾心結構復合材料LED散熱器模型圖