[发明专利]一种环氧树脂-氮化硼导热阻燃复合材料及其制备方法

说明书

本发明涉及了一种环氧树脂‑氮化硼导热阻燃复合材料及其制备方法。一种环氧树脂‑氮化硼导热阻燃复合材料，采用表面修饰阻燃剂的氮化硼分散于环氧树脂中组成，其添加量为环氧树脂的0.5～20wt.%。所述环氧树脂‑氮化硼导热阻燃复合材料制备方法，采用偶联剂、甲基丙烯酸缩水甘油酯对氮化硼进行表面改性接枝处理，然后通过开环反应将三聚氰胺盐类阻燃剂键合到氮化硼表面，将制备得到的表面修饰阻燃剂的氮化硼分散于环氧树脂中，形成环氧树脂‑氮化硼均匀分散体系；加入固化剂，进行环氧树脂固化处理，即制得所述环氧树脂‑氮化硼导热阻燃复合材料。本发明提供的环氧树脂‑氮化硼导热阻燃复合材料，具有优良的阻燃、导热和力学性能。

技术领域

本发明涉及一种导热阻燃复合材料，尤其是涉及一种环氧树脂-氮化硼导热阻燃复合材料及制备方法。

背景技术

环氧树脂以其优异的性能被广泛的应用于塑料工业、电器材料、电子封装材料、复合材料、胶黏剂等诸多领域。但其固化产物由于性脆，韧性较差，耐冲击性能较差，容易开裂，特别是易燃的缺陷影响了环氧树脂的进一步广泛应用。因此，提升环氧树脂的阻燃性能是人们一直追求的目标。

添加阻燃剂是有效提高环氧树脂阻燃性能的有效途径, 但是阻燃复合材料在长期使用的过程中易出现阻燃剂泄漏和渗出的情况，从而导致复合材料的阻燃性能下降及材料使用环境的阻燃剂污染问题；同时添加的阻燃剂本身强度不够，三聚氰胺盐类阻燃剂通常都以无机盐颗粒形式加入环氧树脂基体，而导致环氧树脂阻燃复合材料的机械强度下降，不宜用作高性能阻燃材料。在这种背景下，研究一种高强度高韧性高阻燃性能的环氧树脂基复合材料便有重大的科学和经济意义。

中国发明专利申请CN 106674899 A，提供了一种兼具阻燃性与导热性的复合材料及其制备方法, 该复合材料包括阻燃型石墨烯、导热填料氧化铝或氮化硼、以及环氧树脂基材，是由阻燃型石墨烯与导热填料协同增强导热性能和阻燃性能的环氧树脂基复合材料其中，阻燃型石墨烯占该复合材料的0.5～5wt.%，导热填料占该复合材料的10～70wt.%。该发明复合材料中的石墨烯和氮化硼，以物理共混的分散形式在环氧树脂基体中存在，石墨烯被聚磷酸铵修饰，氮化硼和氧化铝只是辅助建立导热系统。

中国发明专利申请公开号：CN107523013B提供了一种树脂复合材料及其制备方法，复合材料包括固化的环氧树脂和分布在固化的环氧树脂中的羟基化的氮化硼，所述羟基化的氮化硼中的羟基含量为0.04-0.15mmol/g，以树脂复合材料的总重量为基准，羟基化的氮化硼的含量为5-40wt.%。采用该树脂复合材料制备的导热元件具有良好的阻燃性能，可用于大功率LED连续工作，提高LED的工作稳定性。该发明利用羟基化氮化硼和环氧树脂基体键合，氮化硼表面的羟基数量有限，且没有另外引入阻燃剂，其复合材料的阻燃功能有限。

发明内容

本发明针对现有技术不足，提出一种环氧树脂-氮化硼导热阻燃复合材料及制备方法，通过在环氧树脂中加入经表面修饰并键接阻燃剂的氮化硼填料，最终固化成型制得环氧树脂-氮化硼导热阻燃复合材料。克服了现有添加型阻燃剂泄漏的缺陷。

本发明采用的技术方案：

一种环氧树脂-氮化硼导热阻燃复合材料，包括表面修饰阻燃剂的氮化硼和环氧树脂，采用表面修饰阻燃剂的氮化硼分散于环氧树脂中组成，其添加量为环氧树脂的0.5～20wt.%；所述环氧树脂采用双酚A型或者双酚F型环氧树脂。

所述表面修饰阻燃剂的氮化硼，采用氮化硼经过表面改性、接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯并键合三聚氰胺盐类阻燃剂。

所述的环氧树脂-氮化硼导热阻燃复合材料，采用的氮化硼粒径为5～30 µm，经过硅烷偶联剂KH-570表面修饰之后，再接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯并键合三聚氰胺盐类阻燃剂。

一种环氧树脂-氮化硼导热阻燃复合材料制备方法，包括以下步骤：