[发明专利]聚合物与表面改性的六方氮化硼颗粒的复合材料

说明书

相关案号

本专利申请涉及与本专利申请同日提交的共同拥有的专利申请[代理案卷号CL4388，CL4659和CL4660]。

发明领域

本发明涉及包含聚合物和分散于聚合物中的表面改性的六方氮化硼颗粒的聚合物复合材料。所述聚合物复合材料可用于形成薄膜，所述薄膜继而可用作柔性印刷电路板的基板。本发明还提供了制备所述复合材料的方法。适宜的聚合物包括聚酰亚胺和环氧化物。

发明背景

Meneghetti等人的U.S.2007/0041918公开了用锆酸盐处理的六方氮化硼，并且其以至多75重量％用于聚合物中以制备具有改善的热导率的样品。

Sainsbury等人的WO 2008/140583公开了通过暴露于NH₃等离子体而被胺(NH2)改性的BN纳米管。提及了向聚合物中的掺入。

Ishida的U.S.6,160,042公开了用1，4-苯二异氰酸酯表面处理的掺入到环氧树脂中的氮化硼。

Mévellec等人在“Chem.Mater.”(2007，19，6323-6330)中公开，在乙烯单体的存在下，芳基重氮盐与铁粉在水溶液中的氧化还原活化作用产生了强力接枝在各种表面如(Au、Zn、Ti、不锈钢)、玻璃、碳(纳米管)或PTFE上的非常均匀的薄的聚合物膜。

环氧化物和聚酰亚胺常用作印刷电路板中的组分。由于电子电路中元件密度的增加，热量处理是不断加剧的问题。向聚合物中掺入50体积％和更多的六方氮化硼(hBN)颗粒，赋予增大的热导率，而不会损害电绝缘性。一般来讲，需要表面处理BN颗粒，以获得充分的分散和模压性。

然而，即使采用表面处理，改善指定聚合物热导率所需的高负载hBN颗粒仍造成粘度大幅增加，同时可加工性下降。这在柔性印刷电路板的基底膜生产中尤其成问题。

发明概述

本发明提供了包含聚合物和分散于聚合物中的众多表面改性的六方氮化硼颗粒的复合材料，所述表面改性的六方氮化硼颗粒包括六方氮化硼颗粒，所述六方氮化硼颗粒具有表面和与所述表面键合的取代的苯基，所述取代的苯基由以下结构表示：

其中X为基团，所述基团选自NH₂--、HO--、R²OC(O)--、R²C(O)O--、HSO₃--、NH₂CO--、卤素、烷基和取代或未取代的芳基；其中R¹为烷基或烷氧基，并且R²为氢、烷基或取代或未取代的芳基。

本发明还提供了方法，所述方法包括将众多表面改性的六方氮化硼颗粒与包含溶剂的聚合物溶液混合，并且萃取所述溶剂，其中所述表面改性的六方氮化硼颗粒包括六方氮化硼颗粒，所述六方氮化硼颗粒具有表面和与所述表面键合的取代的苯基，所述取代的苯基由以下结构表示：

其中X为基团，所述基团选自NH₂--、HO--、R²OC(O)--、R²C(O)O--、HSO₃--、NH₂CO--、卤素、烷基和取代或未取代的芳基；其中R¹为烷基或烷氧基，并且R²为氢、烷基或取代或未取代的芳基。

附图简述

图1为六方氮化硼颗粒的结构示意图。

图2a为原接收状态的hBN(比较实施例A)片缘电子传递显微照片(TEM)。

图2b为根据实施例1制得的SMhBN片缘TEM。

图3a为自片缘观察的实施例1SMhBN基面的TEM。

图3b为自基面观察的实施例1SMhBN片缘的TEM。

发明详述

在本发明中，提供了hBN的新型处理，所述处理在hBN颗粒表面上产生新化学物质，使得它们与热固性聚合物如环氧化物和聚酰亚胺高度相容，并且提供了用于柔性印刷电路板的坚韧柔性基板。

每当本文提供数值范围时，除非另外具体指明，所述范围旨在包括所述范围的端点。