[发明专利]一种多巴胺改性六方氮化硼/对位芳纶纳米纤维复合材料及其制备方法

说明书

本发明一种多巴胺改性六方氮化硼/对位芳纶纳米纤维复合材料及其制备方法，包括步骤1，将多巴胺改性六方氮化硼分散液和对位芳纶纳米纤维分散液混合后超声，得到混合体系A，其中多巴胺改性六方氮化硼的质量为多巴胺改性六方氮化硼和对位芳纶纳米纤维总质量的10％～40％；步骤2，将混合体系A依次真空辅助过滤和热压干燥，得到多巴胺改性六方氮化硼/对位芳纶纳米纤维复合材料；保证了复合材料形成一定的微观结构，从而提升了复合材料的绝缘性能，提升多巴胺改性六方氮化硼与对位芳纶纳米纤维界面的结合能力，在保证了热量良好的传导同时加强了两种材料间的应力传递，增强了复合材料的力学强度，得到了优异的绝缘性能和导热性能的复合材料。

技术领域

本发明属于电器绝缘和造纸技术的交叉领域，具体为一种多巴胺改性六方氮化硼/对位芳纶纳米纤维复合材料及其制备方法。

背景技术

随着电力设备的高压化、轻量化和集成化发展，电力设备对于绝缘材料的要求逐渐变得苛刻。因此研发一种具有优异的绝缘性能和导热性能的电器设备绝缘用的材料成为电器行业领域的热点和难点。

对位芳纶纤维基绝缘材料由于优良的耐压强度、机械强度和热稳定性广泛应用于发电机和变压器等电力设备当中。随着纳米技术的进步，对位芳纶纳米纤维简易成型技术逐步成熟，而这种经湿法成型制备的对位芳纶纳米纤维高性能绝缘复合材料，机械性能高、电绝缘性能高、阻燃性良好，是很有应用前景的高性能绝缘材料，美中不足的是其导热性能一般，致使在一些电力设备使用过程中无法快速将设备产生的热量散发出去，成为限制材料应用的瓶颈。六方氮化硼(简写h-BN)是一种先进的高导热材料，被称为“白色石墨”，主要应用于电子封装及绝缘材料领域。最新研究中，人们考虑将其与一些聚合物基材料进行复合，制备出拥有兼具良好导热性能和绝缘性能的柔性电气用绝缘复合材料。由于无机材料六方氮化硼表面呈现惰性，与聚合物基材料界面无良好的结合，热量传递不良，使得实际的热量传递过程中易发生散射，从而限定了其复合材料的导热性。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种多巴胺改性六方氮化硼/对位芳纶纳米纤维复合材料及其制备方法，制备条件温和、易于操作，复合材料轻质、导热性能提升明显、绝缘性能优异，得到了高导热绝缘用复合材料。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种多巴胺改性六方氮化硼/对位芳纶纳米纤维复合材料的制备方法，包括以下步骤，

步骤1，将多巴胺改性六方氮化硼分散液和对位芳纶纳米纤维分散液混合后超声，得到混合体系A，其中多巴胺改性六方氮化硼的质量为多巴胺改性六方氮化硼和对位芳纶纳米纤维总质量的10％～40％；

步骤2，将混合体系A依次真空辅助过滤和热压干燥，得到多巴胺改性六方氮化硼/对位芳纶纳米纤维复合材料。

优选的，步骤2中所述真空辅助过滤的压力为0.5～0.8MPa。

优选的，步骤2中所述的热压干燥在90～150℃下进行15～30min。

优选的，步骤1中所述的超声时间为10～30min。

优选的，步骤1中所述的多巴胺改性六方氮化硼分散液按如下步骤制得，

步骤1a，将去离子水与有机溶剂按(2～4)：1的体积比混合得到混合溶液A，其中有机溶剂为无水乙醇或无水甲醇；

步骤1b，将三羟甲基氨基甲烷加入到混合溶液A中，得到缓冲溶液A，其中缓冲溶液A的pH为8.4～8.6；

步骤1c，将六方氮化硼加入到缓冲溶液A中后搅拌，得到混合体系B，其中六方氮化硼的质量与缓冲溶液A的体积之比为2g：(350～500ml)；

步骤1d，将多巴胺加入混合体系B得到混合体系C，其中多巴胺的质量与混合体系B的体积之比为0.8g：(350～500ml)。