[发明专利]一种氮化铝粉体的抗水解改性方法

说明书

本申请涉及一种氮化铝粉体的抗水解改性方法，所述方法通过溶胶凝胶法先在氮化铝表面形成一层无机壳层来对氮化铝表面进行包覆，然后再进行有机物改性，本发明方法得到的氮化铝粉体在高温条件下即使最外层的有机包覆层破裂，内层的无机外壳也能够在高温的条件下仍然具备抗水解的性能，另外在制备产品时还能提高氮化铝粉体与聚合物材料的亲和性，实现粉体在聚合物材料中的分散。

技术领域

本发明属于无机非金属材料领域，具体涉及一种氮化铝粉末的抗水解改性方法。

背景技术

随着电子电器设备向集成化与小型化发展，对复合材料的热导率的要求也越来越高，最常用的方法是用无机非金属粉体填充高分子复合材料。氮化铝因其特有的晶格参数不仅热导率远超氧化铝等传统填料，而且还具有热膨胀系数小，高体积电阻率，低介电损耗，高绝缘耐压等优良特性，使其成为提高复合材料热导率的首选无机非金属填料。但是氮化铝却存在一个致命缺陷就是表面极易吸收水分和氧，发生水解氧化生成氢氧化铝和氨气，使其失去导热散热的性能。

氮化铝(AlN)粉体的表面改性技术有很多，基本原理为对粉体表面进行相应的物理吸附或化学处理，在AlN颗粒包覆或形成较薄反应层，阻止AlN粉末与水的水解反应。主要方法有包覆改性法、表面化学改性法、热处理法等。

包覆改性是一种应用时间较久的传统改性方法，是用无机化合物或有机化合物对AlN粉体表面进行包覆，对粒子的团聚起到减弱或屏蔽作用，而且由于包覆物产生了空间位阻斥力，使粒子再团聚十分困难，从而达到表面改性的目的。用于包覆改性的改性剂有表面活性剂、无机物、超分散剂等。

表面化学改性通过表面改性剂与颗粒表面进行化学反应或化学吸附的方式完成。将聚合物长链接枝在粉体表面,而聚合物中含亲水基团的长链通过水化伸展在水介质中起立体屏障作用，这样AlN粉体在介质中的分散稳定除了依靠静电斥力又依靠空间位阻,效果十分明显。表面改性剂的选用原则是必须能降低粒子的表面能、消除粒子的表面电荷及表面引力。为了实现良好的表面修饰效果，用于改性的有机物还应该与颗粒达到最大程度的润湿，即形成均匀致密的包覆层,这主要依赖于有机改性剂在颗粒表面的物理和化学吸附作用。其中物理吸附主要通过改性剂与颗粒之间通过范德华力、静电引力等物理作用；化学吸附主要是利用颗粒外表面的官能团与改性剂间的化学反应实现表面活性剂对颗粒的表面包覆。

热处理法则是通过对粉末进行热处理，使其表面发生氧化生成致密的氧化铝保护膜,从而产生抗水解性。

影响AlN粉体表面改性效果的因素有很多，比如温度、时间、改性剂用量等。改性剂都是通过与纳米粉体表面基团作用，达到对粉体改性的效果，但不同改性剂的化学结构以及链段的长短都可能影响着纳米粉体在聚合物基质中的分散情况；改性剂分子量的大小对粉体表面改性有很大影响。

目前对于氮化铝粉体改性的方法主要存在表面吸附不够稳定，会在高温水分子冲击下发生破裂，从而导致氮化铝表面暴露在空气和水中发生水解反应。因此，生产制备出能够在高温的条件下，仍然具备抗水解性能的氮化铝粉体显得尤为重要。

发明内容

为解决现有技术中存在的上述不足，本发明提供了一种氮化铝粉体的抗水解改性方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供了一种氮化铝粉体的抗水解改性方法，采用溶胶凝胶法和有机改性剂对氮化铝进行包覆处理。

进一步的，本发明提供了一种氮化铝粉体的抗水解改性方法，包括以下步骤：

(1)、制备含有有机溶剂、有机化合物、催化剂的溶胶；

(2)、向溶胶中加入氮化铝粉末，制备粗制氮化铝粉体；

(3)、将粗制氮化铝粉体进一步处理，得到细制氮化铝粉末；

(4)、将得到细制氮化铝粉末与有机改性剂球磨均匀得到最终的氮化铝粉体。