[发明专利]一种改性氮化硼/环氧树脂荧光和介电复合材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种改性氮化硼/环氧树脂荧光和介电复合材料及其制备方法。本发明的复合材料以环氧树脂为基体，以非共价键改性的氮化硼纳米片为荧光和介电填料，所述的改性氮化硼是指通过CH‑π和π‑π非共价键作用力吸附在氮化硼表面的超支化聚乙烯共聚物HBPE@Py@PGMA，所述的HBPE@Py@PGMA是一种含有芘荧光基团和环氧基团接枝超支化聚乙烯的三元共聚物，所述的氮化硼是以超支化聚乙烯共聚物HBPE@Py@PGMA为稳定剂辅助液相剥离法制备的，本发明通过将改性氮化硼与环氧树脂、固化剂充分混合，加热固化得到氮化硼/环氧树脂荧光及介电复合材料。

技术领域

本发明公开了一种氮化硼/环氧树脂荧光和介电复合材料及其制备方法。

背景技术

环氧热固性树脂具有优良的电绝缘性、化学稳定性、加工方便等优点，在日用电子和制造业中有着广泛的应用。目前，开发具有特殊介电性能的功能环氧复合材料，为先进的尖端器件和高频通信技术铺平了道路。聚合物基复合材料的介电性能主要与基体、填充材料和界面性质相关，其中界面极化和电荷的积累，可以提高介电性能。化学改性可以改变环氧树脂的很多性能比如机械性能，荧光性能，热性能等等。与石墨烯结构相似的六方氮化硼(h-BN)是一种带隙为5.2 eV的电绝缘体，基于氮化硼的聚合物复合材料在先进电子器件的电绝缘体领域具有广阔的应用前景。

芘作为一种重要的多环芳香族荧光分子，具有许多独特的光学性质，如高荧光量子产率、长荧光寿命、高激发基团形成倾向以及单体发射的极性依赖性等。在光激发下，两个芘分子之间的分子内或分子间π-堆叠相互作用可能由于聚集增强的激基缔合物发射(AEEE)而导致激基缔合物形成。利用芘功能化超支化共聚物在液相中剥离氮化硼纳米片(BNNSs)，制备了具有荧光和介电性能的环氧树脂纳米复合材料。

发明内容

本发明的第一个目的在于提供一种利用芘功能化超支化共聚物制备氮化硼的方法，该方法简单，可高效制备低缺陷的氮化硼分散液。

本发明的第二个目的在于提供一种氮化硼/环氧树脂荧光和介电复合材料及其制备方法，该方法工艺简单，制备周期短，制备得到的复合材料介电常数较高且兼具有荧光发光性能。

本发明从复合材料制备工艺、填料形貌及分布状态、界面设计等方面进行研究，该复合材料以环氧树脂为基体，以改性的氮化硼为填料，首先对氮化硼进行了非共价键功能化改性通过CH-π和π-π非共价键作用力吸附在氮化硼表面的超支化聚乙烯共聚物HBPE@Py@PGMA，本发明的氮化硼是以超支化聚乙烯共聚物HBPE@Py@PGMA为稳定剂辅助液相剥离法制备得到的，然后采用改性后的氮化硼为填料，采用极性较大的环氧树脂作为基体，制备氮化硼/环氧树脂荧光和介电复合材料，得到的复合材料介电常数提高损耗较低且具有较好的荧光发光性。

本发明采用如下技术方案：

第一方面，本申请提供了一种氮化硼/环氧树脂荧光和介电复合材料及其制备方法，其包括超支化聚乙烯共聚物HBPE@Py@PGMA非共价键功能化改性的氮化硼、环氧树脂基体以及固化剂。

所述的氮化硼/环氧树脂荧光和介电复合材料中，所述的环氧树脂为双酚A型树脂E-51，固化剂为EP593型。所述的氮化硼为通过CH-π和π-π非共价键作用力吸附在其表面的超支化聚乙烯共聚HBPE@Py@PGMA改性的氮化硼。

所述的氮化硼/环氧树脂荧光和介电复合材料中，其特征在于，所述的超支化聚乙烯共聚物HBPE@Py@PGMA是一种芘荧光基团和环氧基团接枝的超支化聚乙烯。复合材料中氮化硼纳米片的添加含量为0.1 wt%、0.3 wt%、0.5 wt%、0.8 wt%、1.0 wt%。