[發明專利]表面吸附咪唑-銅絡合物的氮化硼高導熱絕緣填料及絕緣散熱環氧樹脂組合物及其制備方法

有效

• 申請號: 202010630834.6
• 申請日: 2020-07-03
• 公開（公告）號: CN111892749B
• 公開（公告）日: 2022-03-22
• 發明（設計）人: 鄭敏敏;汪蔚;陳婷婷;鄔國明;劉攀登;沈彬
• 申請（專利權）人: 浙江榮泰科技企業有限公司
• 主分類號: C08K9/12
• 分類號: C08K9/12;C08K5/00;C08K3/38;C08K3/08;C08L63/00;C09K5/14
• 代理公司: 北京翔甌知識產權代理有限公司 11480
• 代理人: 吳萬華

一種表面吸附咪唑?銅絡合物的氮化硼高導熱絕緣填料及絕緣散熱環氧樹脂組合物及其制備方法，本發明提供的表面吸附咪唑?銅絡合物的氮化硼高導熱絕緣填料，添加到環氧樹脂中，在加熱條件下，絡合物分解產生的咪唑化合物，引發環氧樹脂的固化反應，與此同時，吸附于氮化硼表面的銅離子被還原成納米銅，然后發生燒結而使氮化硼之間緊密搭接，形成導熱通路，提高復合體系的導熱性能。另外，由于吸附于氮化硼表面的納米銅呈互不相連的離散分布，復合體系仍然保持良好的電絕緣性，可用于各類電氣絕緣和電子封裝材料。

技術領域

本發明涉及改性氮化硼高導熱絕緣填料技術領域，具體涉及一種表面吸附咪唑-銅絡合物的氮化硼高導熱絕緣填料及絕緣散熱環氧樹脂組合物及其制備方法。

背景技術

絕緣材料是電氣設備的關鍵基礎材料，其性能直接影響設備運行的可靠性和使用壽命。電氣設備運行過程中，由于電流熱效應產生的熱量必須通過絕緣層及時向外傳導或散發出去，否則會導致溫度升高，影響工作穩定性，嚴重時甚至發生故障或事故。現代電氣設備趨于向高功率、小體積、輕量化方向發展，這種趨勢的后果便是在有限的體積內產生了更多的熱量，這些熱量如果不能及時散失，將會嚴重影響設備運行的可靠性與穩定性。采用高導熱絕緣材料是解決電氣設備結構散熱問題的最有效途徑。環氧樹脂在電氣絕緣中的應用最為廣泛，但純環氧樹脂材料的導熱系數低（約0.20 W(m?K)^-1），越來越難以滿足現代電氣電子設備及時高效的散熱要求，成為電氣電子產業發展的主要技術瓶頸之一。

填充型導熱絕緣環氧樹脂制備工藝簡單、生產成本較低，因此得到了廣泛應用。常用的絕緣填料有氧化鋁、氧化鎂、氮化鋁、氮化硼等。氮化硼不僅具有高導熱系數（280 W(m?K)^-1）和高電擊穿強度，并且具有與純環氧樹脂相當的高電阻率、低介電常數和介電損耗，是制備高導熱絕緣環氧樹脂的理想填料。盡管氮化硼具有很高的熱導率，但實際上氮化硼填充環氧樹脂的熱導率提高卻十分有限。例如：填料含量為28～34wt%的氮化硼/環氧樹脂復合材料，其導熱系數約為1.10-1.35 W(m?K)^-1，還不到純氮化硼的0.5%，填料的高熱導率優勢未能充分發揮。這主要是由于復合材料中氮化硼填料之間未能緊密搭接而形成導熱通路。

發明內容

為了解決現有氮化硼填料在環氧樹脂基體中不能緊密搭接而形成導熱通路，從而導致填料的高熱導率優勢不能充分發揮，復合體系熱導率提高有限的技術缺陷，本發明提供了一種表面吸附咪唑-銅絡合物的氮化硼高導熱絕緣填料及絕緣散熱環氧樹脂組合物及其制備方法。

本發明采用的技術解決方案是：一種表面吸附咪唑-銅絡合物的氮化硼高導熱絕緣填料，所述的高導熱絕緣填以氮化硼為基材，基材表面吸附咪唑-銅絡合物。

一種表面吸附咪唑-銅絡合物的氮化硼高導熱絕緣填料的制備方法，包括以下步驟：

（1）將氮化硼、銅鹽經水浴超聲、攪拌分散于乙醇；

（2）在加熱、冷凝回流及水浴超聲、攪拌條件下滴加咪唑化合物的乙醇溶液至步驟（1）得到的分散液中，然后繼續反應；

（3）減壓蒸餾去除乙醇，然后將產物真空干燥，得到表面吸附咪唑-銅絡合物的氮化硼高導熱絕緣填料。

所述的步驟（1）中氮化硼、銅鹽以及乙醇的質量份數分別為50份、5.38份和200份。

所述的步驟（2）中咪唑化合物和乙醇的質量份數分別為13.12～17.60份和100份。

所述的步驟（2）中的加熱溫度為60℃，滴加完畢后的繼續反應時間為4小時。

所述的步驟（3）中減壓蒸餾溫度和產物真空干燥溫度均為60℃。

所述的銅鹽為氯化銅，所述咪唑類化合物為1-甲基咪唑、2-甲基咪唑、1,2-二甲基咪唑、2-乙基咪唑和2-乙基-4-甲基咪唑中的一種或幾種，所述的咪唑化合物與氯化銅的摩爾比為4:1。