[发明专利]氧化铝复合材料及其制备方法、覆铜基板

说明书

技术领域

本发明涉及复合材料的制备领域，特别是涉及一种氧化铝复合材料及其制备方法、以及采用该氧化铝复合材料的覆铜基板。

背景技术

覆铜基板是将电子玻纤布或其他增强材料浸以树脂，一面或二面覆以铜箔并经热压而制成的一种板状材料。覆铜基板主要是为芯片提供导电、绝缘和支撑三个方面的的功能，是制造PCB的关键原材料。近年来，电子产品正朝着便携式、小型化、轻量化和多功能方向发展，这种市场需求对覆铜基板提出了更高的要求。

到目前为止，氧化铝是微电子工业中最常用的基板材料，因为在机械、热、电性能上它优于大多数其他氧化物陶瓷。氧化铝原料丰富，价格低廉，热稳定性高，氧化铝在高达1925℃的氧化和还原气氛中都是稳定的。氧化铝的理想导热系数达到30W/m·K，将氧化铝均匀地添加到覆铜基板中，可以极大地提高基板材料的机械性能和热性能。

但是，大的比表面积、高的表面能使得氧化铝颗粒容易聚集成团，而且由于氧化铝与聚合物之间作用力较低，氧化铝在聚合物基体中更加难以均匀分布，限制了其在覆铜基板中的使用。氧化石墨烯是一种性能优异的新型碳材料，理论导热系数极高，同时具有较高的比表面积，表面具有丰富的官能团。用氧化石墨烯片层修饰氧化铝，首先可以减少氧化铝在聚合物基体中的团聚；其次由于氧化石墨烯与氧化铝、聚合物基体之间强的相互作用力，减少了界面热阻；最后，氧化石墨烯片层本身有极高的导热系数。这些因素使得氧化石墨烯改性氧化铝可以实现其在聚合物中均匀分散，提高与聚合物的相容性。但是，改性过程中因为氧化石墨烯和氧化铝的尺寸和形状的不匹配性，氧化石墨烯改性的氧化铝复合材料容易出现团簇现象，限制了这种氧化铝复合材料的应用。

发明内容

基于此，有必要提供一种不容易出现团簇现象的氧化铝复合材料。

一种氧化铝复合材料，包括按照质量份数的如下成分：

50份～70份的氧化石墨烯包覆的氧化铝颗粒、30份～50份的烯丙基酚类化合物改性的双马来酰亚胺-氰酸酯复合物和0.15份～0.25份的固化剂；

所述氧化石墨烯包覆的氧化铝颗粒中，氧化石墨烯包覆在氧化铝颗粒表面；

所述固化剂分散在所述烯丙基酚类化合物改性的双马来酰亚胺-氰酸酯复合物中，所述烯丙基酚类化合物改性的双马来酰亚胺-氰酸酯复合物与所述氧化石墨烯复合后包覆在所述氧化铝颗粒表面。

在一个实施例中，所述氧化铝颗粒的粒径为200nm～3μm。

在一个实施例中，所述烯丙基酚类化合物为烯丙基酚和2,2’-二烯丙基双酚A中的至少一种。

在一个实施例中，所述双马来酰亚胺-氰酸酯复合物由双马来酰亚胺和氰酸酯单体复合得到；

所述双马来酰亚胺为二苯甲烷双马来酰亚胺、二苯醚双马来酰亚胺或二苯砜双马来酰亚胺；

所述氰酸酯单体为双酚A型氰酸酯、双酚L型氰酸酯、双酚F型氰酸酯、双酚M型氰酸酯、酚醛氰酸酯、环戊二稀氰酸酯或二（4-氰酸酯基苯基）乙烷。

在一个实施例中，所述固化剂为咪唑。

在一个实施例中，所述氧化铝颗粒经过表面改性后，所述氧化石墨烯和所述氧化铝颗粒之间通过静电引力连接。

在一个实施例中，所述表面改性剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷，所述表面改性剂与所述氧化铝颗粒的质量比为2～8：100。

在一个实施例中，所述氧化石墨烯包覆的氧化铝颗粒中，所述氧化石墨烯和所述氧化铝颗粒的质量比为1～2：100。

一种氧化铝复合材料的制备方法，包括如下步骤：

提供氧化石墨烯包覆的氧化铝颗粒；

将烯丙基酚类化合物、双马来酰亚胺和氰酸酯单体在125℃～140℃混合，维持反应温度3h～3.5h，得到烯丙基酚类化合物改性的双马来酰亚胺-氰酸酯复合物；

按照质量分数，将50份～70份的所述氧化石墨烯包覆的氧化铝颗粒、30份～50份的所述烯丙基酚类化合物改性的双马来酰亚胺-氰酸酯复合物和0.15份～0.25份的固化剂混匀后溶解在有机溶剂中，超声震荡1.5h～2h后得到所述氧化铝复合材料。

在一个实施例中，所述氧化石墨烯包覆的氧化铝颗粒通过如下方法制备得到：

将粒径为200nm～3μm的氧化铝颗粒加入到溶剂中，超声分散后加入到油浴锅中，升温至85℃～95℃后加入表面改性剂，接着搅拌升温至110℃～120℃反应4h～6h，冷却后过滤并保留滤渣，其中，所述表面改性剂与所述氧化铝颗粒的质量比为2～8：100；