[发明专利]一种氢氧化铝-锡铋合金杂化粉体材料的制备方法及其用途

说明书

本申请涉及绝缘导热填料技术领域，尤其是一种氢氧化铝‑锡铋合金杂化粉体材料的制备方法及其用途。杂化粉体材料的制备方法，将氯化亚锡、氯化铋以摩尔比57:43溶解于乙醇，得混合液；将硼氢化钠溶于水，然后加入氢氧化铝粉体，搅拌分散均匀，得分散液；将混合液滴加到分散液中，滴加完毕后，继续反应30min，静置后倒出上层清液，再加入水，静置，倒出上层清液，如此反复3‑5次，所得沉淀物真空加热干燥，得氢氧化铝‑锡铋合金杂化粉体材料，杂化材料中锡铋合金的锡铋摩尔比57:43，熔点138‑145℃。本申请用于导热绝缘填料时，在树脂基体中本申请的锡铋合金熔融将氢氧化铝相互紧密连接形成导热通路，有效改善导热性能。

技术领域

本申请涉及绝缘导热填料技术领域，尤其是涉及一种氢氧化铝-锡铋合金杂化粉体材料的制备方法及其用途。

背景技术

绝缘材料是电气设备的关键基础材料，绝缘材料的性能直接影响设备运行的可靠性和使用寿命。影响设备运行的可靠性和使用寿命的主要原因如下：电气设备运行过程中，由于电流热效应产生的热量必须及时向外传导或散发出去，否则会导致设备内部温升过高，影响工作稳定性，严重时甚至发生故障或事故。

随着现代电气设备向高功率密度、高过载能力等方向发展，导致的直接后果便是设备内部有效散热空间不足而发热量增加。随之带来的问题如下：如果这些热量无法及时向外传递，那么将会加速材料绝缘老化，严重影响设备的运行效率、可靠性和使用寿命。

为了解决上述问题通常是采用高导热绝缘材料替代导热性偏低的绝缘材料，即高导热绝缘材料是解决电气设备结构散热问题的最有效途径。目前，电气设备使用的绝缘材料中环氧树脂应用最为广泛，但是，纯环氧树脂材料的导热系数低，约0.20W(m*K)^-1，越来越难以满足现代电气设备及时高效的散热要求，成为电气产业发展的主要技术瓶颈之一。

为了突破电气产业发展技术瓶颈，填充型导热绝缘环氧树脂在电气绝缘领域得到广泛应用。常用的导热绝缘填料有氧化铝、氮化硼、氧化镁、氮化铝等。其中，氮化硼、氮化铝的导热系数高，分别约为280W(m*K)^-1、320W(m*K)^-1，但是价格昂贵。氧化铝、氧化镁的导热系数较低，分别约为33W(m*K)^-1、36W(m*K)^-1，但价格便宜。氢氧化铝和氢氧化镁的导热系数则更低，但价格也最便宜，并具有阻燃性。

尽管氮化硼、氮化铝具有很高的热导率，但实际上，其填充环氧树脂的热导率提高却十分有限。例如：当填料体积含量为25％时，氮化硼填充环氧树脂复合材料的导热系数约为0.90-1.00W(m*K)^-1，还不到纯氮化硼的0.36％，远远没有发挥氮化硼的高导热系数优势。类似的，氧化铝填充环氧树脂复合材料，当填料体积含量为50％时，其导热系数约为1.30W(m*K)^-1，仅为纯氧化铝的4.0％左右。

发明内容

为了解决现有导热绝缘填料填充树脂基复合材料热导率提高有限的技术缺陷，本发明提供了一种氢氧化铝-锡铋合金杂化粉体材料制备方法，以及将该粉体材料作为填料应用于导热绝缘环氧树脂组合物及其固化物的用途。

第一方面，本申请提供的一种氢氧化铝-锡铋合金杂化粉体材料的制备方法，是通过以下技术方案得以实现的：

一种氢氧化铝-锡铋合金杂化粉体材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤一，在室温、惰性气体保护条件下进行将氯化亚锡(SnCl₂)、氯化铋(BiCl₃)溶解于乙醇；氯化亚锡(SnCl₂)、氯化铋(BiCl₃)的摩尔比控制在57:43；

步骤二，在室温、惰性气体保护条件下将硼氢化钠(NaBH₄)溶于水，然后加入氢氧化铝粉体，搅拌分散均匀；