[发明专利]一种高导热的氮化硼改性环氧树脂绝缘材料及其制法

说明书

本发明涉及环氧树脂技术领域，且公开了一种高导热的氮化硼改性环氧树脂绝缘材料，包括以下配方原料及组分：改性纳米多孔氮化硼、交联剂、催化剂、环氧树脂E44、固化剂。该一种高导热的氮化硼改性环氧树脂绝缘材料，纳米氮化硼中的六元环结构，与单宁酸中的芳环形成π‑π键，通过物理吸附和化学共价键修饰的方法，使单宁酸牢牢的固定在纳米氮化硼上，单宁酸中的酚羟基与乙二醇二缩水甘油醚中的环氧基团进行开环反应，再与环氧树脂E44交联聚合并固化，通过物理作用力和化学键修饰的协同作用，纳米氮化硼与环氧树脂有机结合，改善了纳米氮化硼与环氧树脂的相容性，赋予了环氧树脂材料优异的导热性能和绝缘性能。

技术领域

本发明涉及环氧树脂技术领域，具体为一种高导热的氮化硼改性环氧树脂绝缘材料及其制法。

背景技术

随着电子电气工业的快速发展，电力电气领域对高电压绝缘材料要求的越来越高，随着工作频率不断增加，电子设备产生的热量不断累积，导致电子器件的工作环境温度极速升高，为了保证电子元器件长时间安全地工作，要求电子器件具有优异的耐热性能和高导热绝缘，因此需要开发出高导热的电绝缘性能的聚合物涂料和涂层材料。

环氧树脂具有成本低廉、成型工艺简单、粘结性好、阻燃性良好、耐腐蚀性强等优点，产品主要有通用胶、导电胶、密封胶、和土木建筑胶等，广泛应用于电子电器、土木建筑和汽车机械等领域，但是环氧树脂的导热系数较低，并且目前电力电气领域对于绝缘材料的要求越来越高，普通的环氧树脂的绝缘性能已经不能满足工业需求，氮化硼具有优异的化学稳定性和高强度等机械性能，导热系数和电阻率很高，可以作为无机填料与环氧树脂形成复合材料，改善环氧树脂材料的导热性能和绝缘性能，但是纳米氮化硼与环氧树脂的相容性很差，在环氧树脂材料中很容易团聚和聚集，会严重影响材料的韧性和强度等机械性能。

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种高导热的氮化硼改性环氧树脂绝缘材料及其制法，解决普通的环氧树脂材料导热性能较差，以及绝缘性能不高的问题，同时解决了纳米氮化硼与环氧树脂相容性很差的问题。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种高导热的氮化硼改性环氧树脂绝缘材料，包括以下配方原料及组分：改性纳米多孔氮化硼、交联剂、催化剂、环氧树脂E44、固化剂，其中改性纳米多孔氮化硼、交联剂、环氧树脂E44和固化剂，四种物质的质量比为0.5-3:25-55:100:5-10。

优选的，所述交联剂为乙二醇二缩水甘油醚、催化剂氢氧化钠、固化剂为三乙烯四胺。

优选的，所述改性纳米多孔氮化硼制备方法包括以下步骤：

(1)向反应瓶中加入蒸馏水溶剂、尿素和硼酸，将反应瓶置于恒温水浴锅中，加热至80-100℃，匀速磁力搅拌反应直至有大量白色沉淀析出，将溶液过滤除去溶剂，使用蒸馏水和乙醇洗涤固体产物，并充分干燥，固体产物置于电阻炉中，升温速率为2-5℃/min，升温至480-520℃，保温煅烧2-4h，煅烧产物即为纳米多孔氮化硼。

(2)向反应瓶中加入蒸馏水和纳米多孔氮化硼，超声分散均匀后加入Tris-HCl缓冲液，控制溶液pH至8-9，再加入单宁酸，置于恒温水浴锅中加热至40-60℃，匀速搅拌反应4-10h，将溶液过滤除去溶剂，使用蒸馏水和乙醇洗涤固体产物，并充分干燥，制备得到单宁酸修饰的改性纳米多孔氮化硼。

优选的，所述恒温水浴锅包括水浴锅体、水浴锅体内壁固定连接有保温层、保温层内部固定有加热圈、水浴锅体内部下方与防水箱固定连接、防水箱内部设置搅拌器、搅拌器活动连接有搅拌轴、搅拌轴与搅拌扇片固定连接、搅拌扇片的上表面固定连接有磁铁石，防水箱的上方固定连接有底座、底座两侧设置有插孔、插孔与移动杆活动连接，移动杆与调节器活动连接、移动杆固定连接有载物台、载物台上方设置有反应瓶、反应瓶内盛放有磁力搅拌子。

优选的，所述尿素和硼酸的质量比为8-12:1。