[发明专利]一种BNNS@Al2

说明书

本发明提供了一种BNNS@Al₂O₃异质结构导热填料及其制备和应用、导热绝缘复合材料及其制备，属于导热绝缘材料技术领域。本发明以铝盐和氮化硼纳米片为原料，通过沉淀‑高温煅烧法将Al₂O₃原位生长到BNNS表面，制备得到具有“点‑面”异质结构的BNNS@Al₂O₃导热填料，相比于单一的氮化硼纳米片层和Al₂O₃颗粒，具有“点‑面”异质结构的导热填料BNNS@Al₂O₃能够增大导热填料在硅橡胶基体中的接触搭接概率，形成更多高效的导热通路或网络，提高导热填料在基体中的导热通路构建效率，进而提高导热复合材料的导热性能，有利于在低导热填料用量时得到高导热性能的复合材料，并保证导热复合材料的力学性能。

技术领域

本发明涉及导热绝缘材料技术领域，尤其涉及一种BNNS@Al₂O₃异质结构导热填料及其制备和应用、导热绝缘复合材料及其制备。

背景技术

硅橡胶具有高柔顺性、优异的耐高低温性能和耐腐蚀性能以及突出的电气绝缘性能，可起到密封、绝缘和减震的作用，广泛应用于制备热界面材料以及其他导热绝缘复合材料。目前，工业界关于导热绝缘硅橡胶的市场需求日益扩大，传统的导热复合材料的制备以简单地填充导热填料为主。然而，大量的填充导热填料不但收效甚微，还不可避免地会削弱复合材料的力学性能，且增加了生产成本和工艺难度；而且，常用的导热复合材料需要添加60wt％以上的导热填料，这会明显降低材料的体积电阻，降低材料的绝缘性能。因此，现有的硅橡胶导热绝缘复合材料仍然存在着导热系数偏低(～0.2 W/mK)、力学性能不足和成本高昂等问题，极大限制了硅橡胶导热绝缘复合材料的进一步应用。

因此，研究开发高导热、高绝缘且力学性能优异的导热硅橡胶复合材料对特高压电气设备、半导体和电子、电气相关领域材料的设计和拓展具有迫切的理论意义和实际应用价值。

发明内容

本发明的目的在于提供一种BNNS@Al₂O₃异质结构导热填料及其制备和应用、导热绝缘复合材料及其制备，所述异质结构导热填料能够在低用量情况下得到具有高导热性能、良好的绝缘性能和优异的力学性能的导热绝缘复合材料。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种异质结构导热填料的制备方法，包括以下步骤：

将铝盐、醇溶液和氮化硼纳米片混合，得到铝盐-氮化硼纳米片分散液；

将所述铝盐-氮化硼纳米片分散液与氨水溶液混合，进行沉淀，得到氢氧化铝-氮化硼纳米片前驱体；

将所述氢氧化铝-氮化硼纳米片前驱体进行煅烧，得到异质结构导热填料。

优选的，所述铝盐包括硝酸铝或三氯化铝；所述醇溶液包括乙醇水溶液，所述醇溶液中醇与水的体积比为19:1；所述铝盐、醇溶液和氮化硼纳米片的用量比为(0.01～0.8)mol：(100～800)mL：(1.1～7.5)g。

优选的，所述氨水溶液的浓度为0.6～2.4mol/L，所述氨水溶液与铝盐的用量比为100mL：(0.01～0.8)mol。

优选的，所述煅烧包括：依次在500℃、700℃、900℃和1200℃分别煅烧不多于3h。

本发明提供了上述技术方案所述制备方法制备得到的异质结构导热填料，包括氮化硼纳米片和沉积于所述氮化硼纳米片的面上的氧化铝，所述氧化铝为点，所述氧化铝和氮化硼纳米片形成“点-面”异质结构。

本发明提供了上述技术方案所述异质结构导热填料在导热复合材料中的应用。