技术摘要:
本发明公开了一种导热绝缘环氧树脂复合材料及其制备方法,属于高分子复合材料的技术领域,由包括以下百分含量的原料制备得到:改性六方氮化硼(h‑BN)10‑40wt%;核壳结构的MWCNTs@Al2O3 2‑6wt%;偶联剂质量分数为2‑8wt%的乙醇水溶液;固化剂20‑30wt%。本发明主 全部
背景技术:
随着科学技术的发展,三维芯片结构、柔性电子学和发光二极管等新应用的出现, 散热便成为一个具有挑战性的问题。例如,现如今成为通信业和学术界探讨的热点的第五 代移动通信技术(5G)作为新一代移动通信系统,具有大数据流、超大的容量、高兼容性、低 延迟高可靠性等优点,但高性能同时也带来了高发热量的问题。如华为科技公司5G芯片的 功耗是4G的2.5倍,因此发热量会快速增大,会加快绝缘介质老化,降低芯片使用的可靠性 和寿命。因此,散热对电子器件的性能、寿命和可靠性至关重要,需要新的高导热材料来应 对这一挑战。由于聚合物复合材料具有重量轻、耐腐蚀、加工方便等优点,在电子封装与器 件散热等应用领域受到较多的关注。在固体中,导热载体分为三种:声子、电子和光子。在聚 合物体系中,由于不存在自由电子,热传导主要依靠晶格振动完成,声子是主要的热传导载 体,高聚物的导热系数主要由其自身的结晶性和取向方向决定。对于环氧树脂(EP)而言,内 部分子链的无规则缠绕、不能完全自由运动导致其规整度较低。加上分子链对声子的散射 作用,导致环氧树脂导热系数很低(0.20-0.88W/(m·K))。 目前,在基体中添加导热系数较高的填料是提高复合材料导热性能比较有效的途 径。为了提高复合材料的导热性能,同时又保证复合材料的绝缘性是比较困难的。六方氮化 硼(h-BN,185-300W/(m·K))由于其较高的导热系数和良好的绝缘性好,是理想的用于改善 聚合物导热系数的填料。由于h-BN与环氧树脂基体间界面热阻的存在,两者不能很好的接 触,h-BN不能在环氧树脂基体中分散均匀,会降低分子间的散射,影响复合材料的导热性。 MWCNTs具有优异的导热性的同时也有优异的导电性,在应用到绝缘导热复合材料时是一个 较大的难点。因此,如何对h-BN表面处理,降低分子间声子的散射,改善其在环氧树脂基体 中的分散性;以及如何对MWCNTs绝缘化处理抑制其导电性能,是制备导热绝缘复合材料的 首要的难题。本发明提供了一种h-BN的表面改性的方法,又提供了一种对MWCNTs绝缘处理 的方法,最后使改性后的h-BN与绝缘化处理的MWCNTs两者在环氧树脂基体中形成有效的导 热通路,最终提升环氧树脂的导热性能。
技术实现要素:
本发明针对目前
本发明公开了一种导热绝缘环氧树脂复合材料及其制备方法,属于高分子复合材料的技术领域,由包括以下百分含量的原料制备得到:改性六方氮化硼(h‑BN)10‑40wt%;核壳结构的MWCNTs@Al2O3 2‑6wt%;偶联剂质量分数为2‑8wt%的乙醇水溶液;固化剂20‑30wt%。本发明主 全部
背景技术:
随着科学技术的发展,三维芯片结构、柔性电子学和发光二极管等新应用的出现, 散热便成为一个具有挑战性的问题。例如,现如今成为通信业和学术界探讨的热点的第五 代移动通信技术(5G)作为新一代移动通信系统,具有大数据流、超大的容量、高兼容性、低 延迟高可靠性等优点,但高性能同时也带来了高发热量的问题。如华为科技公司5G芯片的 功耗是4G的2.5倍,因此发热量会快速增大,会加快绝缘介质老化,降低芯片使用的可靠性 和寿命。因此,散热对电子器件的性能、寿命和可靠性至关重要,需要新的高导热材料来应 对这一挑战。由于聚合物复合材料具有重量轻、耐腐蚀、加工方便等优点,在电子封装与器 件散热等应用领域受到较多的关注。在固体中,导热载体分为三种:声子、电子和光子。在聚 合物体系中,由于不存在自由电子,热传导主要依靠晶格振动完成,声子是主要的热传导载 体,高聚物的导热系数主要由其自身的结晶性和取向方向决定。对于环氧树脂(EP)而言,内 部分子链的无规则缠绕、不能完全自由运动导致其规整度较低。加上分子链对声子的散射 作用,导致环氧树脂导热系数很低(0.20-0.88W/(m·K))。 目前,在基体中添加导热系数较高的填料是提高复合材料导热性能比较有效的途 径。为了提高复合材料的导热性能,同时又保证复合材料的绝缘性是比较困难的。六方氮化 硼(h-BN,185-300W/(m·K))由于其较高的导热系数和良好的绝缘性好,是理想的用于改善 聚合物导热系数的填料。由于h-BN与环氧树脂基体间界面热阻的存在,两者不能很好的接 触,h-BN不能在环氧树脂基体中分散均匀,会降低分子间的散射,影响复合材料的导热性。 MWCNTs具有优异的导热性的同时也有优异的导电性,在应用到绝缘导热复合材料时是一个 较大的难点。因此,如何对h-BN表面处理,降低分子间声子的散射,改善其在环氧树脂基体 中的分散性;以及如何对MWCNTs绝缘化处理抑制其导电性能,是制备导热绝缘复合材料的 首要的难题。本发明提供了一种h-BN的表面改性的方法,又提供了一种对MWCNTs绝缘处理 的方法,最后使改性后的h-BN与绝缘化处理的MWCNTs两者在环氧树脂基体中形成有效的导 热通路,最终提升环氧树脂的导热性能。
技术实现要素:
本发明针对目前