[发明专利]一种六方氮化硼/热固性树脂复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种六方氮化硼/热固性树脂复合材料及其制备方法，属高分子复合材料技术领域。

背景技术

高性能树脂由于其刚性大、硬度高、耐温高、不易燃等优异的综合性能广泛应用于工业领域，成为材料领域的研究重点。但是，在一些特殊的工业领域，如航空航天、电子电气等，现有的高性能热固性树脂存在着热导率低、热膨胀系数高、介电损耗高等缺陷，无法满足要求越来越高的尖端领域。因此，如何在保持现有热固性树脂所具有的耐热性的基础上，使之兼具高导热、低热膨胀系数、低介电损耗等特点，具有十分重要的意义。

添加无机填料以改善热固性树脂性能，是最为简单、便捷、经济、有效的方法。文献报道了采用六方氮化硼或相似的陶瓷制备高导热材料的技术，例如，有文献（①Tung-lin Li， Steve Lien-chung Hsu， Preparation and properties of thermally conductive photosensitive polyimide/boron nitride nanocomposites， Journal of Applied Polymer Science， 2011， 121， 916–922；②Wen-ying Zhou， Shu-hua Qi， Hong-zhen Zhao and Nai-liang Liu， Thermally conductive silicone rubber reinforced with boron nitride particle， Polymer Composites， 2007， 28， 23-28）报道了将六方氮化硼填充到聚合物中，较大地改善了聚合物的热导率；这些研究工作证明，添加六方氮化硼于聚合物中是提高热导率的一条有效途径。但是，六方氮化硼的表面几乎不存在可用于化学反应的基团，只有其层状结构的边缘处存在极少量的氨基和羟基（参见文献Mitchell  T. Huang， Hatsuo Ishida， Investigation of the boron nitride/polybenzoxazine interphase， Journal of Polymer Science: Part B: Polymer Physics， 1999， 37， 2360-2372）。因此，通常，六方氮化硼在聚合物中的分散性难以确保，所制得的复合材料的界面性质不佳，导致六方氮化硼的性能优势不能在复合材料中得到充分发挥。因此六方氮化硼的表面处理成为高性能六方氮化硼/聚合物复合材料的制备与应用的关键。

目前，人们常采用硅烷偶联剂对六方氮化硼进行表面处理，但由于该方法主要应用于表面含羟基较多的无机物，对于氮化硼不是十分适用，导致六方氮化硼与聚合物之间的界面粘结力不佳，从而使六方氮化硼的综合性能难以在复合材料中体现。有文献（R. Kochetov， T. Andritsch， U. Lafont， P.H.F. Morshuis， S.J. Picken， J.J. Smit， Preparation and dielectric properties of epoxy-BN and epoxy-AlN nanocomposites， IEEE Electrical Insulation Conference， 2009， 397-400）明确指出，作为六方氮化硼表面处理的常用方法，硅烷偶联剂处理氮化硼只能部分成功，这是因为硅烷偶联剂只能与氮化硼表面的一层氧化硼反应，而氧化硼的多少依赖于氮化硼的加工过程。然而，除了硅烷偶联剂处理法外，目前未见有更好的六方氮化硼表面改性的方法，因此，采用新的六方氮化硼表面处理方法，进而在保持热固性树脂耐热性的基础上，制备具有高导热、低热膨胀系数、低介电损耗等性能特色的综合性能突出的高性能六方氮化硼/聚合物具有重要的理论意义和实际应用价值。

发明内容

为了克服现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种在保持热固性树脂耐热性的基础上，兼具有高导热、低热膨胀系数、低介电损耗等性能特点的六方氮化硼/热固性树脂复合材料及其制备方法。

为达到上述发明目的，本发明采用的技术方案是提供一种六方氮化硼/热固性树脂复合材料，按重量计，它包括100份热固性树脂和5～50份表面改性的六方氮化硼，所述表面改性的六方氮化硼为表面含有0.5 wt%以上-NH₂的六方氮化硼。

本发明所述的热固性树脂为双马来酰亚胺树脂、氰酸酯树脂、环氧树脂，或它们的任意组合。