[發明專利]一種高導熱電絕緣環氧樹脂復合材料的制備方法

在審

• 申請號: 202010846483.2
• 申請日: 2020-08-21
• 公開（公告）號: CN114075368A
• 公開（公告）日: 2022-02-22
• 發明（設計）人: 陳莉;郭佩立;秦盟盟
• 申請（專利權）人: 天津理工大學
• 主分類號: C08L63/00
• 分類號: C08L63/00;C08K9/04;C08K3/38;C08K7/24;C09K5/14;H05K5/06;H05K7/20
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本發明提供了一種高導熱電絕緣高分子復合材料制備方法，屬于高分子復合材料領域。本發明使用改性氮化硼作為填料，保證了復合材料在應用于電子封裝材料的良好的電絕緣性能。同時使用三維的氮化硼海綿網絡，利用氮化硼與聚乙烯亞胺的正負電荷交互作用，將導熱的氮化硼填料有效連接在一起，形成良好的三維導熱通路，有利于熱量在復合材料中的高效傳遞，并且通過使用多巴胺改性氮化硼填料，有效改善了填料與環氧樹脂基質之間的界面連接，使填料與基質之間的界面熱阻降低，有效的提高了環氧樹脂復合材料的導熱性能。三維導熱通路的形成在提高復合材料熱導率的同時，降低了導熱填料的添加量，保證了復合材料的機械加工性能。

技術領域

本發明涉及一種高導熱高分子復合材料技術領域，特別是涉及一種電絕緣的高導熱高分子復合材料及其加工技術。

背景技術

近年來，以物聯網、大數據、人工智能為代表的智能科技深刻的改變了人們的生活，使人們對手機、平板電腦等電子設備的依賴越來越高，隨之而來的是對電子設備的外觀和使用性能的要求也越來越高。所以開發出使用性能較好的電子封裝材料顯的尤為必要。

目前市場上存在許多種基材的電子設備封裝外殼，包括金屬殼、塑料殼等，比如很大一部分塑料外殼是以聚丙烯為基材。雖然塑料基材的外殼易于機械加工和形狀設計，但是塑料本身的導熱性能差，電子設備在運行過程中會產生大量的熱量，如果封裝材料導熱性能差，設備熱量不能及時散發出去，這會導致電子設備熱量集中從而降低設備的性能和壽命。

目前關于高導熱電絕緣高分子復合材料的專利有諸多報道，但仍存在導熱性能提高不明顯、力學性能欠佳、電擊穿強度低、電絕緣性能不好等缺點，導致應用于電子封裝的材料使用性能不佳等缺陷。

中國專利CN111004426A公開了一種導熱絕緣聚乙烯復合材料及制備方法，其使用硅烷偶聯劑KH-550對硅微粉進行干法改性，然后與低密度聚乙烯樹脂混合制備導熱復合材料，其機械性能、導熱性能都有所提高，但是較低的導熱性能提升仍然達不到要求。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明針對高分子材料易加工、電絕緣、熱導率低的特點，通過使用電絕緣的導熱填料構建三維的導熱通路，發明了一種高導熱電絕緣的高分子復合材料的制備方法。

為了實現上述發明目的，本發明提供以下技術方案：

本發明提供了一種改性氮化硼納米片填料的制備方法，包括以下步驟：

配制Tris緩沖液的水溶液，使用鹽酸將水溶液PH調至8.5，然后加入氮化硼，超聲處理使氮化硼充分分散，然后將多巴胺加入氮化硼混合液中，在60℃充分攪拌，得到改性氮化硼混合液，然后經過過濾、洗滌、干燥得到干燥的改性氮化硼。

優選技術方案中，加入氮化硼在混合液中的含量為0.5％-2％。

優選技術方案中，所述氮化硼尺寸為1-10μm。

優選技術方案中，加熱攪拌時間為5-60min。

本發明還提供了一種三維氮化硼網絡填料的制備方法，包括以下步驟：

將氮化硼加入到異丙醇和水的混合液中，然后超聲處理一段時間，然后將超聲處理后的混合液離心并收集上清液，得到氮化硼納米片混合液。然后配制一定濃度的聚乙烯亞胺水溶液，將海綿在聚乙烯亞胺水溶液和氮化硼納米片混合液中依次浸漬，并循環多次，使氮化硼納米片附著在海綿表面，然后將浸漬后的海綿干燥，得到三維的氮化硼海綿網絡，如圖1所示。

優選技術方案中，水浴超聲時間為4-12h。

優選技術方案中，離心速度為500-3000rpm下離心10-30min。

優選技術方案中，異丙醇和水的混合體積比為0.5-2。

優選技術方案中，聚乙烯亞胺的濃度為0.5-2mg/mL。