[發(fā)明專利]一種高導(dǎo)熱電絕緣環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010846483.2
• 申請(qǐng)日: 2020-08-21
• 公開（公告）號(hào): CN114075368A
• 公開（公告）日: 2022-02-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳莉;郭佩立;秦盟盟
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 天津理工大學(xué)
• 主分類號(hào): C08L63/00
• 分類號(hào): C08L63/00;C08K9/04;C08K3/38;C08K7/24;C09K5/14;H05K5/06;H05K7/20
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本發(fā)明提供了一種高導(dǎo)熱電絕緣高分子復(fù)合材料制備方法，屬于高分子復(fù)合材料領(lǐng)域。本發(fā)明使用改性氮化硼作為填料，保證了復(fù)合材料在應(yīng)用于電子封裝材料的良好的電絕緣性能。同時(shí)使用三維的氮化硼海綿網(wǎng)絡(luò)，利用氮化硼與聚乙烯亞胺的正負(fù)電荷交互作用，將導(dǎo)熱的氮化硼填料有效連接在一起，形成良好的三維導(dǎo)熱通路，有利于熱量在復(fù)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(huán)氧樹脂基質(zhì)之間的界面連接，使填料與基質(zhì)之間的界面熱阻降低，有效的提高了環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的導(dǎo)熱性能。三維導(dǎo)熱通路的形成在提高復(fù)合材料熱導(dǎo)率的同時(shí)，降低了導(dǎo)熱填料的添加量，保證了復(fù)合材料的機(jī)械加工性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種高導(dǎo)熱高分子復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種電絕緣的高導(dǎo)熱高分子復(fù)合材料及其加工技術(shù)。

背景技術(shù)

近年來，以物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、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(duì)手機(jī)、平板電腦等電子設(shè)備的依賴越來越高，隨之而來的是對(duì)電子設(shè)備的外觀和使用性能的要求也越來越高。所以開發(fā)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(shè)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(jī)械加工和形狀設(shè)計(jì)，但是塑料本身的導(dǎo)熱性能差，電子設(shè)備在運(yùn)行過程中會(huì)產(chǎn)生大量的熱量，如果封裝材料導(dǎo)熱性能差，設(shè)備熱量不能及時(shí)散發(fā)出去，這會(huì)導(dǎo)致電子設(shè)備熱量集中從而降低設(shè)備的性能和壽命。

目前關(guān)于高導(dǎo)熱電絕緣高分子復(fù)合材料的專利有諸多報(bào)道，但仍存在導(dǎo)熱性能提高不明顯、力學(xué)性能欠佳、電擊穿強(qiáng)度低、電絕緣性能不好等缺點(diǎn)，導(dǎo)致應(yīng)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(dǎo)熱絕緣聚乙烯復(fù)合材料及制備方法，其使用硅烷偶聯(lián)劑KH-550對(duì)硅微粉進(jìn)行干法改性，然后與低密度聚乙烯樹脂混合制備導(dǎo)熱復(fù)合材料，其機(jī)械性能、導(dǎo)熱性能都有所提高，但是較低的導(dǎo)熱性能提升仍然達(dá)不到要求。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明針對(duì)高分子材料易加工、電絕緣、熱導(dǎo)率低的特點(diǎn)，通過使用電絕緣的導(dǎo)熱填料構(gòu)建三維的導(dǎo)熱通路，發(fā)明了一種高導(dǎo)熱電絕緣的高分子復(fù)合材料的制備方法。

為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案：

本發(fā)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(diào)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?jǐn)嚢瑁玫礁男缘鸹旌弦海缓蠼?jīng)過過濾、洗滌、干燥得到干燥的改性氮化硼。

優(yōu)選技術(shù)方案中，加入氮化硼在混合液中的含量為0.5％-2％。

優(yōu)選技術(shù)方案中，所述氮化硼尺寸為1-10μm。

優(yōu)選技術(shù)方案中，加熱攪拌時(shí)間為5-60min。

本發(fā)明還提供了一種三維氮化硼網(wǎng)絡(luò)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(shí)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(huán)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(wǎng)絡(luò)，如圖1所示。

優(yōu)選技術(shù)方案中，水浴超聲時(shí)間為4-12h。

優(yōu)選技術(shù)方案中，離心速度為500-3000rpm下離心10-30min。

優(yōu)選技術(shù)方案中，異丙醇和水的混合體積比為0.5-2。

優(yōu)選技術(shù)方案中，聚乙烯亞胺的濃度為0.5-2mg/mL。