[发明专利]一种填料表面等离子体改性处理的方法

说明书

本发明公开了一种高导热填充料表面等离子体改性处理的方法。先在水蒸气雾化室中利用低温等离子处理仪处理导热填料表面，引入活性基团，增加表面羟基浓度，再对等离子体处理过的填料用表面处理剂采用喷雾干燥法对填料进行二次包覆处理。经此方法处理的填料填充到高分子绝缘材料中可以实现降低复合材料黏度的效果。

技术领域

本发明涉及一种填料表面处理，具体是涉及一种用于填充环氧树脂制备导热复合材料的填料等离子体表面改性处理方法。

背景技术

随着电气设备向大容量、高功率密度化和小型轻量化发展与微电子和集成电路向高速度、高密度方向发展，设备单位体积内所产生的热量急剧增加，这些热量的不断积累会加速绝缘电介质的老化失效，极大地降低电气电子设备运行的可靠性和寿命。高分子绝缘材料由于具优良的介电性能等优点被广泛用于电气设备绝缘和微电子设备封装。然而，高分子绝缘材料的热导率很低。因此，为提高以高分子材料作为绝缘材料或封装材料的高功率密度电气电子设备的散热能力，就必须对其进行改性提高其热导率。如要显著提高高分子绝缘复合材料的导热性不能单纯依靠高分子材料本身的导热性。一般来讲，导热性能的优劣主要取决于导热填料导热率和添加量，通常的复合材料的导热性随着导热填料加入量的加大而增加。但导热粒子加入到高分子材料基体中时，由于极性、表面化学基团等因素和基体相容性很差，导致其在基体材料中难以分散，粘度也会随之提高，从而影响复合材料的性能，给实际应用带来一定的困难。因此需要对导热粒子进行表面改性处理。

填料粒子表面改性处理方法有物理改性法、化学改性法等，目前大部分研究采用化学改性法。国内外学者经研究发现发现在同等条件下，在基体中加入经表面处理剂处理后的填料可使得胶液粘度有一定程度的下降。化学改性法需要使用化学试剂，不可避免的产生环境污染问题，此外表面处理剂使用量过少时会导致改性处理不充分，使用过多时会引起胶黏剂热导率下降。

发明内容

本发明的目的是采用等离子体改性方法对填料表面进行改性处理，改善填料粒子在高分子基体材料中的分散性，降低复合材料的黏度。

技术方案

1、一种填料表面改性处理的方法，其特征在于：所述的填料是经等离子体表面改性处理的。

2、本发明处理的填料种类包含金属、无极导热粒子及碳材料。

3、本发明处理的填料包含同种填料不同粒径复配以及不同种类填料混配。

4、所述的方法包括以下具体步骤：

(1)先将填料放在雾化室中加湿处理，处理时间1h，雾化喷嘴压力为5MPa，流量为0.1L/min；

(2)将填料样品放置在低温等离子处理仪处理平台上，加电压产生辉光放电。放电功率为5w-500w，放电电压为1kV-30kV间，放电时间1min-10h。进行到规定的时间后，关断电压、取出样品。放电电压、时间、功率等可根据不同填料及工艺要求调整。

5、本发明中填料经等离子体表面处理后再用表面处理剂进行二次处理。

6、本发明所用表面处理剂包括偶联剂、有机单体、有机低聚物、表面活性剂，但不限于以上几种。

7、本发明的表面处理剂以喷雾干燥法对材料进行二次处理。具体步骤为：

(1)将表面处理剂与待处理的填料粒子在搅拌机中混合制备浆料，表面处理剂与待处理填料的比例根据处理剂类型的不同有所差异；

(2)将制备的浆料利用蠕动泵送入离心式喷雾干燥机中进行喷雾干燥处理，处理温度为90-120℃，处理时间10min-2h，喷雾干燥剂雾化盘转速在 750r/min-20000r/min，处理时间、温度及转速可根据对填料的不同要求变化。本发明的有益效果如下：