[發(fā)明專利]一種氮化硼異質(zhì)填料及其制備方法、纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹脂導(dǎo)熱復(fù)合材料及其制備方法和應(yīng)用

有效

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• 申請日: 2021-01-19
• 公開（公告）號: CN112876741B
• 公開（公告）日: 2022-12-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 顧軍渭;張睿涵;鄭保昌;郭永強(qiáng);鐘雪琴;歐陽光華
• 申請（專利權(quán)）人: 湖南柯盛新材料有限公司
• 主分類號: C08K9/10
• 分類號: C08K9/10;C08K7/18;C08K7/00;C08L63/00;C08K9/02;C08K7/14;C08J5/08;C09K5/14
• 代理公司: 北京高沃律師事務(wù)所 11569
• 代理人: 馬小星

本發(fā)明屬于復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種氮化硼異質(zhì)填料及其制備方法、纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹脂導(dǎo)熱復(fù)合材料及其制備方法和應(yīng)用。本發(fā)明提供了一種氮化硼異質(zhì)填料包括改性球形微米氮化硼和改性氮化硼納米片；所述改性球形微米氮化硼和改性氮化硼納米片帶有異種電荷，所述改性氮化硼納米片靜電吸附在改性球形微米氮化硼表面。將本發(fā)明提供的氮化硼異質(zhì)結(jié)構(gòu)作為導(dǎo)熱填料、改性玻璃布為增強(qiáng)材料、環(huán)氧樹脂為基體制備環(huán)氧樹脂導(dǎo)熱復(fù)合材料，在較低填料用量下進(jìn)一步提高環(huán)氧樹脂導(dǎo)熱復(fù)合材料的導(dǎo)熱性能、電絕緣性能和力學(xué)性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種氮化硼異質(zhì)填料及其制備方法、纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹脂導(dǎo)熱復(fù)合材料及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)

纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹脂復(fù)合材料由于具有強(qiáng)度高、電絕緣性良好、易成型加工、化學(xué)穩(wěn)定性優(yōu)良和成本低廉的優(yōu)點(diǎn)，常被用作大型發(fā)電機(jī)絕緣槽、特高壓換流閥和電抗器中。然而隨著電子設(shè)備高功率化、高集成化發(fā)展，纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的導(dǎo)熱性能不能滿足使用要求，嚴(yán)重限制了纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹脂復(fù)合材料在導(dǎo)/散熱材料中的應(yīng)用價值。

科研人員通過向纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹脂復(fù)合材料中添加異質(zhì)型填料，提高復(fù)合材料的導(dǎo)熱性能。異質(zhì)型填料相比單一填料，能夠發(fā)揮單一填料各自結(jié)構(gòu)形貌的優(yōu)點(diǎn)，更易搭接形成高效的導(dǎo)熱通路、實(shí)現(xiàn)導(dǎo)熱協(xié)同效應(yīng)。但是現(xiàn)有的異質(zhì)結(jié)構(gòu)填料大多為“點(diǎn)-面”結(jié)構(gòu)，提升復(fù)合材料的導(dǎo)熱性能有限，制約了纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的應(yīng)用范圍。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明提供了一種氮化硼異質(zhì)填料及其制備方法、纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹脂導(dǎo)熱復(fù)合材料及其制備方法和應(yīng)用，本發(fā)明提供的氮化硼異質(zhì)填料之間能夠充分接觸，具有較大的接觸面積，能夠降低樹脂復(fù)合材料的界面熱阻，提高復(fù)合材料的導(dǎo)熱性能。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種氮化硼異質(zhì)填料，包括改性球形微米氮化硼和改性氮化硼納米片；

所述改性球形微米氮化硼和改性氮化硼納米片帶有異種電荷，所述改性氮化硼納米片靜電吸附在改性球形微米氮化硼表面。

優(yōu)選的，改性球形微米氮化硼和改性氮化硼納米片表面獨(dú)立的包覆有聚陰離子或聚陽離子。

優(yōu)選的，所述聚陽離子由聚陽離子電解質(zhì)電離得到，所述聚陽離子電解質(zhì)包括聚二烯丙基二甲基氯化銨、聚鹽酸丙烯胺或聚乙烯吡啶；

所述聚陰離子由聚陰離子電解質(zhì)電離得到，所述聚陰離子電解質(zhì)包括聚丙烯酸鈉、聚乙烯硫酸鉀或聚乙烯磺酸鈉。

優(yōu)選的，所述球形微米氮化硼的平均粒徑為20～40μm；

所述氮化硼納米片的平均直徑為100～140nm，平均厚度為10～30nm。

優(yōu)選的，所述改性球形微米氮化硼和改性氮化硼納米片的質(zhì)量比為1:1.8～2.2；

本發(fā)明還提供了上述技術(shù)方案所述氮化硼異質(zhì)填料的制備方法，包括以下步驟：

將帶有異種電荷的改性球形微米氮化硼和改性氮化硼納米片與水混合，進(jìn)行自組裝，得到所述氮化硼異質(zhì)填料。

優(yōu)選的，所述改性球形微米氮化硼或改性氮化硼納米片的制備方法，包括以下步驟：

將氮化硼與聚合物電解質(zhì)水溶液混合，進(jìn)行包覆反應(yīng)，得到改性球形微米氮化硼或改性氮化硼納米片；

所述氮化硼為球形微米氮化硼或氮化硼納米片，所述聚合物電解質(zhì)為聚陰離子電解質(zhì)或聚陽離子電解質(zhì)。

優(yōu)選的，聚陽離子電解質(zhì)水溶液的質(zhì)量百分含量為1.3～2％，聚陰離子電解質(zhì)水溶液的質(zhì)量百分含量為1～1.9％；