[发明专利]高导热环氧复合材料及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种高导热环氧复合材料及其制备方法与应用，由环氧树脂、固化剂与高导热微纳氮化硼粒子混合后固化得到高导热环氧复合材料；将用双氧水、偶联剂处理过的氮化硼粉体放入行星式球磨机中，调节配球及转速，对氮化硼粒子进行球磨，从而大幅度提升氮化硼粉体在树脂基体中的填充量并降低胶液粘度。本发明将表面处理的氮化硼粒子球磨处理得到高导热微纳氮化硼粒子，无需其他步骤，限定球磨参数，得到的高导热微纳氮化硼粒子与环氧树脂制备的复合绝缘材料，在热导率优异的情况下，降低了灌封粘度，尤其是提高了粘接力，能够满足市场的快速发展对封装技术提出的更高要求。

技术领域

本发明涉及一种高导热微纳米填料特殊的表面处理技术，具体是涉及一种高导热微纳米填料氮化硼粒子表面改性的球磨处理技术，将其与环氧树脂混合可制备高导热复合绝缘材料。

背景技术

环氧树脂由于具有耐腐蚀性、优异的粘结性、优良的介电性能和可加工工艺性等优点而被广泛用于电气设备绝缘和微电子设备封装。现有技术涉及一种干式变压器用高导热环氧灌封胶及其制备方法，由质量比100:5～10:5～10:5～10:50～100:1～5:100～160的双酚A二缩水甘油醚环氧树脂、含特丁基缩水甘油醚环氧树脂REDG-80、多官能缩水甘油胺型环氧树脂、活性增韧剂、固化剂、偶联剂和导热无机填料组成的混合物，所得产品综合性能优异，非常适合于干式变压器用高导热性环氧胶灌封的封装，具有良好的应用前景。现有技术涉及一种高导热电气绝缘封装料及其制备方法，由亚胺环氧树脂SRTEM-80、含特丁基缩水甘油醚环氧树脂REDG-80、双酚A二缩水甘油醚环氧树脂、活性增韧剂、固化剂、偶联剂和导热无机填料组成的混合物，所得产品综合性能优异，非常适合于IGBT的封装，具有良好的应用前景。环氧类灌封胶在应用时最大的缺陷就是导热性差，粘度大，降低了器件的使用寿命，为了适应市场需求，必须对传统环氧灌封胶进行改性处理，对环氧树脂填充表面改性过的无机微纳米导热填料，能够提高复合材料的导热性能，并保证其电气绝缘性能。目前，提高环氧树脂导热性能的主要途径是添加高导热填料，但是导热填料的分散性以及与有机界面的相容性问题，已经成为影响复合材料性能的关键因素。为了提高填料在树脂基体中的相容性、分散性和导热性等性能，通常要对填料进行表面改性，而改性方法对效果影响很大，不合适的改性会导致反的技术效果。

发明内容

本发明所要解决的技术问题，是提供一种高导热环氧树脂复合绝缘材料所用的微纳米导热填料，提高复合材料的导热性能，并保证电气绝缘特性和良好的可加工性。

本发明将用双氧水、偶联剂处理过的氮化硼粉体放入行星式球磨机中，调节配球及转速，对氮化硼粒子进行球磨，从而大幅度提升氮化硼粉体在树脂基体中的填充量并降低胶液粘度。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

高导热环氧封装料，由环氧树脂、固化剂与高导热微纳氮化硼粒子混合得到；高导热微纳氮化硼粒子由表面处理的氮化硼粒子球磨处理得到；所述球磨的转速为200～280rpm、时间为3～5小时；所述表面处理为双氧水处理后偶联剂处理。

高导热环氧复合材料，由环氧树脂、固化剂与高导热微纳氮化硼粒子混合后固化得到；高导热微纳氮化硼粒子由表面处理的氮化硼粒子球磨处理得到；所述球磨的转速为200～280rpm、时间为3～5小时；所述表面处理为双氧水处理后偶联剂处理。

本发明中，偶联剂为硅烷偶联剂，优选硅烷偶联剂为氨基硅烷偶联剂与环氧基硅烷偶联剂的混合物，进一步优选的，氨基硅烷偶联剂与环氧基硅烷偶联剂的重量比为1∶1；氮化硼粒子为氮化硼微纳米片，外形尺寸范围为0.5～100微米。优选的，硅烷偶联剂的用量为氮化硼粒子重量的1～10%，优选1.5～3%，比如2%。