[发明专利]一种高导热环氧复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高导热环氧复合材料及其制备方法，本发明方法通过对六方氮化硼颗粒进行二次改性，先加入多巴胺后加入偶联剂，偶联剂通过与多巴胺反应从而引入BN表面，在六方氮化硼的表面接枝能和环氧树脂结合的Si‑O‑C基团，提高了填料与基体间的界面结合能力。这种二次改性方法能有效提高六方氮化硼在环氧树脂中的分散性，使得以二次改性颗粒为填料的环氧树脂复合材料在导热性能和力学性能上有了显著提高。

技术领域

本发明属于新材料技术领域，具体涉及一种高导热环氧复合材料及其制备方法。

背景技术

环氧树脂由于电绝缘性好、结构密度大和密封性能好等优点，作为热固性聚合物被广泛应用于高低压电器、电机和电子元器件的绝缘和封装等领域。但环氧树脂本身存在导热性能差、交联密度高、质脆等缺点，使其应用受到了一定的限制。氮化硼因具有较高的导热系数(约200W/(m·K))，有类似于石墨烯的片层结构且具有优异的电绝缘性能，同时热膨胀系数不高，因此常被作为导热填料用于提高聚合物基体的热导率。但是由于极性、表面化学基团等的影响，BN在聚合物基体中很难分散易团聚，且无机填料与有机环氧基体制备的复合材料界面相容性差，破坏了环氧树脂的连续性结构，导致复合材料的力学性能有明显的下降，限制了环氧树脂复合材料的应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高导热环氧复合材料及其制备方法，以解决现有技术中的问题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种高导热环氧复合材料的制备方法，包括以下步骤：

S1，将按质量计的10份BN加入烧杯，倒入超纯水并高速分散；

S2，将按质量计的0.315份Tris-HCL加入S1得到的BN混合液，再加入按质量计的1份多巴胺盐酸盐并调节PH为碱性，磁力搅拌反应充分后进行离心分离，得到沉淀物；

S3，将S2离心得到的沉淀物进行洗涤后得到最终沉淀物，将最终沉淀物干燥后研磨成粉末得到DBN；

S4，按质量比为DBN：KH550硅烷偶联剂＝100:5称取DBN和KH550硅烷偶联剂；将无水乙醇加入KH550硅烷偶联剂并充分搅拌，得到偶联剂无水乙醇混合液；将DBN加入偶联剂无水乙醇混合液中充分搅拌得到混合物；

S5，将S4中得到的混合物进行离心分离得到沉淀物；将沉淀物使用无水乙醇充分洗涤后得到最终沉淀物，将最终沉淀物干燥后研磨成粉末得到k-DBN；

S6，准备质量比为环氧树脂：固化剂：促进剂＝100：85：1的环氧树脂、固化剂和促进剂；

S7，将S6中准备好的环氧树脂充分搅拌；将S6中准备好的固化剂加入搅拌好的环氧树脂中得到混合液并预热；

S8，准备按质量计的20～80份k-DBN和185份S7中预热的混合液，向S7中预热的混合液中加入k-DBN颗粒搅拌得到混合液；

S9，将S6中准备好的促进剂加入S8得到的混合液，充分搅拌得到混合液；

S10，将S9中得到的混合液注入模具，将模具置于真空干燥箱中抽真空脱气处理直至无明显气体析出，然后进行固化；最后室温下冷却脱模，得到最终试样。

进一步的，S1中，所述BN粒径15μm，纯度为99.5％。

进一步的，S2中，使用0.1mol/L的NaOH溶液调节PH至8.5。

进一步的，S7中，磁力搅拌过程中利用油浴法使环氧树脂保持在60℃。

进一步的，S8中，机械搅拌机搅拌过程中保持60℃油浴环境。

进一步的，