[发明专利]一种高导热电绝缘环氧树脂复合材料的制备方法

说明书

本发明提供了一种高导热电绝缘高分子复合材料制备方法，属于高分子复合材料领域。本发明使用改性氮化硼作为填料，保证了复合材料在应用于电子封装材料的良好的电绝缘性能。同时使用三维的氮化硼海绵网络，利用氮化硼与聚乙烯亚胺的正负电荷交互作用，将导热的氮化硼填料有效连接在一起，形成良好的三维导热通路，有利于热量在复合材料中的高效传递，并且通过使用多巴胺改性氮化硼填料，有效改善了填料与环氧树脂基质之间的界面连接，使填料与基质之间的界面热阻降低，有效的提高了环氧树脂复合材料的导热性能。三维导热通路的形成在提高复合材料热导率的同时，降低了导热填料的添加量，保证了复合材料的机械加工性能。

技术领域

本发明涉及一种高导热高分子复合材料技术领域，特别是涉及一种电绝缘的高导热高分子复合材料及其加工技术。

背景技术

近年来，以物联网、大数据、人工智能为代表的智能科技深刻的改变了人们的生活，使人们对手机、平板电脑等电子设备的依赖越来越高，随之而来的是对电子设备的外观和使用性能的要求也越来越高。所以开发出使用性能较好的电子封装材料显的尤为必要。

目前市场上存在许多种基材的电子设备封装外壳，包括金属壳、塑料壳等，比如很大一部分塑料外壳是以聚丙烯为基材。虽然塑料基材的外壳易于机械加工和形状设计，但是塑料本身的导热性能差，电子设备在运行过程中会产生大量的热量，如果封装材料导热性能差，设备热量不能及时散发出去，这会导致电子设备热量集中从而降低设备的性能和寿命。

目前关于高导热电绝缘高分子复合材料的专利有诸多报道，但仍存在导热性能提高不明显、力学性能欠佳、电击穿强度低、电绝缘性能不好等缺点，导致应用于电子封装的材料使用性能不佳等缺陷。

中国专利CN111004426A公开了一种导热绝缘聚乙烯复合材料及制备方法，其使用硅烷偶联剂KH-550对硅微粉进行干法改性，然后与低密度聚乙烯树脂混合制备导热复合材料，其机械性能、导热性能都有所提高，但是较低的导热性能提升仍然达不到要求。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明针对高分子材料易加工、电绝缘、热导率低的特点，通过使用电绝缘的导热填料构建三维的导热通路，发明了一种高导热电绝缘的高分子复合材料的制备方法。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种改性氮化硼纳米片填料的制备方法，包括以下步骤：

配制Tris缓冲液的水溶液，使用盐酸将水溶液PH调至8.5，然后加入氮化硼，超声处理使氮化硼充分分散，然后将多巴胺加入氮化硼混合液中，在60℃充分搅拌，得到改性氮化硼混合液，然后经过过滤、洗涤、干燥得到干燥的改性氮化硼。

优选技术方案中，加入氮化硼在混合液中的含量为0.5％-2％。

优选技术方案中，所述氮化硼尺寸为1-10μm。

优选技术方案中，加热搅拌时间为5-60min。

本发明还提供了一种三维氮化硼网络填料的制备方法，包括以下步骤：

将氮化硼加入到异丙醇和水的混合液中，然后超声处理一段时间，然后将超声处理后的混合液离心并收集上清液，得到氮化硼纳米片混合液。然后配制一定浓度的聚乙烯亚胺水溶液，将海绵在聚乙烯亚胺水溶液和氮化硼纳米片混合液中依次浸渍，并循环多次，使氮化硼纳米片附着在海绵表面，然后将浸渍后的海绵干燥，得到三维的氮化硼海绵网络，如图1所示。

优选技术方案中，水浴超声时间为4-12h。

优选技术方案中，离心速度为500-3000rpm下离心10-30min。

优选技术方案中，异丙醇和水的混合体积比为0.5-2。

优选技术方案中，聚乙烯亚胺的浓度为0.5-2mg/mL。