CN114410063A - 导热绝缘环氧树脂复合材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及材料技术领域，尤其涉及一种导热绝缘环氧树脂复合材料及其制备方法，提供了一种导热绝缘环氧树脂复合材料，包括：8～15份环氧树脂、5～10份氮化硼、5～10份氨基化氮化硼、25～45份第一氮化铝、10～20份第二氮化铝、5～10份二氧化硅和8.1～21份助剂。提供的导热绝缘环氧树脂复合材料形成多通道的导热网络，使环氧树脂复合材料具有较高的导热性能，且同时兼具绝缘性和较低的热膨胀系数，适合半导体封装的要求。

Description

导热绝缘环氧树脂复合材料及其制备方法
技术领域
本申请属于材料技术领域，尤其涉及一种导热绝缘环氧树脂复合材料及其制备方法。
背景技术
随着电子元器件向小型化、多功能和高功率化方向的发展，集成电路内部电子元器件的温度升高越来越明显。如果热量不及时散出，会导致集成电路失控，严重的则会导致烧毁。而集成电路内部电子元器件的热管理已成为瓶颈，因此，集成电路封装材料散热性的优异与否至关重要。
环氧树脂(EP)因具有收缩率小、耐热性好、密封及绝缘性优良和适应性好等优点，而成为半导体封装的主要材料，占整个塑封材料的90％以上。但是纯环氧树脂的导热系数只有0.2W/mK左右，不能满足半导体封装散热的需求，所以需要对其进行导热改性。聚合物的导热改性，从改性的方法上看，主要包括本征型导热改性和填充型导热改性，本征型导热改性是指在合成过程中改变分子链结构或者通过外力作用改变分子和分子链的排列来获得特殊的物理结构，从而提高导热性能；填充型导热改性是指向聚合物基体添加高导热填料，用以提升聚合物的导热性能。由于本征型导热改性，难度较大，不易操作，使得填充型导热改性成为聚合物导热改性的主要方法。EP的导热改性也主要是通过添加导热填料的方法，导热填料主要包括金属类、陶瓷类和碳材料类等。作为半导体封装材料，要求环氧树脂必须具有很好的绝缘性能，这样也限制了金属和碳材料类导热填料的使用，而陶瓷类材料则成为导热绝缘领域最主要的改性填料。
氮化硼(BN)具有与石墨相似的结构，具有良好的耐热性能、较高的热导率(六方BN的热导率为30-600W/mK，立方BN的热导率高达2000W/mK)、较低的热膨胀系数(1.47-4.710-6/℃)和高的体积电阻率(可达1016-1018Ωcm)，是一种综合性能优异的导热绝缘填料。用导热性能优异的BN对EP进行改性，是制备导热绝缘EP的常用方法，但是单纯的添加BN的效果并不好，主要是因为片状的BN在聚合物基体容易团聚，即使添加量很高，也达不到明显提高导热性能的效果。氮化铝(AlN)的导热系数达到320W/mk，也是对EP进行导热绝缘改性的重要填料，但是由于球形的AlN在聚合物基体中会形成明显的空隙，限制了整体导热网络的形成，进而影响导热性能的明显提升。因此，现有技术中提供的树脂复合材料无法广泛应用。
发明内容
本申请的目的在于提供一种导热绝缘环氧树脂复合材料及其制备方法，旨在解决现有技术中传统环氧树脂复合材料导热系数低且无法同时具有优异绝缘性的问题。
为实现上述申请目的，本申请采用的技术方案如下：
第一方面，本申请提供一种导热绝缘环氧树脂复合材料，包括如下重量份数的组分：
Figure BDA0003448947390000021
第二方面，本申请提供一种导热绝缘环氧树脂复合材料的制备方法，包括如下步骤：
提供导热绝缘环氧树脂复合材料的组分；
将氨基化氮化硼与二氧化硅在醇类有机溶剂中进行第一混合处理，得到第一混合物；
将氮化硼、第一氮化铝、第二氮化铝进行第二混合处理，得到第二混合物；
将第一混合物、第二混合物、环氧树脂和助剂进行第三混合处理，再进行后处理，得到导热绝缘环氧树脂复合材料。
本申请第一方面提供的导热绝缘环氧树脂复合材料，该复合材料以环氧树脂为原料，与氮化硼、氨基化氮化硼、第一氮化铝、第二氮化铝、二氧化硅和助剂进行复配使用；其中，氮化硼与粒径不同的第一氮化铝和第二氮化铝协同使用，一方面球形氮化铝可以有效阻止片状氮化硼的堆叠团聚，另一方面片状氮化硼夹在球形氮化铝之间，能够降低中间的空隙，并通过控制不同粒径的球形氮化铝的不同添加量，实现填满缝隙的效果，增加导热通道，降低空隙的界面热阻；氨基化氮化硼与二氧化硅复合，氨基化氮化硼表面的氨基与二氧化硅吸附水后表面形成的羟基相互作用形成化学键，使氨基化氮化硼与二氧化硅连接形成氮化硼/二氧化硅复合填料，明显提高二氧化硅的导热性能，同时进一步弥补氮化铝之间的空隙，完善环氧树脂基体的导热网络；此外，添加的二氧化硅具有较低的热膨胀系数，使得到的环氧树脂复合材料不仅具有较高的导热性能同时具有较低的热膨胀系数和极佳的绝缘效果，使得环氧树脂复合材料更适合半导体封装的要求，有利于广泛应用。
本申请第二方面提供的导热绝缘环氧树脂复合材料的制备方法，该制备方法分别制备氨基化氮化硼/二氧化硅的第一混合物以及氮化硼/不同粒径氮化铝的第二混合物，再与环氧树脂和助剂混合制备得到导热绝缘环氧树脂复合材料，该制备方法工艺简单，不需要大型仪器设备，操作方便，效率高，有利于广泛使用。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请实施例提供的制备工艺流程图。
具体实施方式
为了使本申请要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
本申请中，术语“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B的情况。其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
本申请中，“至少一个”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，“a,b,或c中的至少一项(个)”，或，“a,b,和c中的至少一项(个)”，均可以表示：a,b,c,a-b(即a和b),a-c,b-c,或a-b-c，其中a,b,c分别可以是单个，也可以是多个。
应理解，在本申请的各种实施例中，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，部分或全部步骤可以并行执行或先后执行，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。
在本申请实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。
本申请实施例说明书中所提到的相关成分的重量不仅仅可以指代各组分的具体含量，也可以表示各组分间重量的比例关系，因此，只要是按照本申请实施例说明书相关组分的含量按比例放大或缩小均在本申请实施例说明书公开的范围之内。具体地，本申请实施例说明书中的质量可以是μg、mg、g、kg等化工领域公知的质量单位。
术语“第一“、“第二”仅用于描述目的，用来将目的如物质彼此区分开，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。例如，在不脱离本申请实施例范围的情况下，第一XX也可以被称为第二XX，类似地，第二XX也可以被称为第一XX。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。
本申请实施例第一方面提供一种导热绝缘环氧树脂复合材料，包括如下重量份数的组分：
Figure BDA0003448947390000051
本申请实施例第一方面提供的导热绝缘环氧树脂复合材料，该复合材料以环氧树脂为原料，与氮化硼、氨基化氮化硼、第一氮化铝、第二氮化铝、二氧化硅和助剂进行复配使用；其中，氮化硼与粒径不同的第一氮化铝和第二氮化铝协同使用，一方面球形氮化铝可以有效阻止片状氮化硼的堆叠团聚，另一方面片状氮化硼夹在球形氮化铝之间，能够降低中间的空隙，并通过控制不同粒径的球形氮化铝的不同添加量，实现填满缝隙的效果，增加导热通道，降低空隙的界面热阻；氨基化氮化硼与二氧化硅复合，氨基化氮化硼表面的氨基与二氧化硅吸附水后表面形成的羟基相互作用形成化学键，使氨基化氮化硼与二氧化硅连接形成氮化硼/二氧化硅复合填料，明显提高二氧化硅的导热性能，同时进一步弥补氮化铝之间的空隙，完善环氧树脂基体的导热网络；此外，添加的二氧化硅具有较低的热膨胀系数，使得到的环氧树脂复合材料不仅具有较高的导热性能同时具有较低的热膨胀系数和极佳的绝缘效果，使得环氧树脂复合材料更适合半导体封装的要求，有利于广泛应用。
具体的，导热绝缘环氧树脂复合材料包括重量份数为8～15份的环氧树脂。在一些具体实施例中，环氧树脂的重量百分含量为8份、9份、10份、11份、12份、13份、14份、15份。
在一些实施例中，环氧树脂包括双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚S型环氧树脂、酚醛型环氧树脂、联苯结构型环氧树脂、多环芳香族和脂环族环氧树脂中的至少一种。
具体的，导热绝缘环氧树脂复合材料包括重量份数为5～10份的氮化硼。在一些具体实施例中，导热绝缘环氧树脂复合材料中，氮化硼的重量百分含量为5份、6份、7份、8份、9份、10份。
在一些实施例中，氮化硼为片状，氮化硼的片径为5～25μm。提供片状的氮化硼，能够有利于对环氧树脂进行改性，更好地穿插填充缝隙，有利于导热网络的构建。
在一些具体实施例中，氮化硼的片径为5μm、7μm、9μm、11μm、13μm、15μm、17μm、19μm、21μm、23μm、25μm。
在一些实施例中，氮化硼的晶型选自六方氮化硼、立方氮化硼中的至少一种，提供不同晶型的氮化硼，均可以作为填充物起到形成导热网络的作用，进而提高环氧树脂混合材料的导热性能。
进一步，导热绝缘环氧树脂复合材料包括重量份数为25～45份的第一氮化铝、重量份数为10～20份的第二氮化铝；提供的两种不同粒径大小的氮化铝，主要作用是为了与氮化硼进行复配使用。由于氮化硼为片状，在使用过程易发生堆叠团聚的情况，不利于提高导热效果，因此，提供粒径较大的第一氮化铝与氮化硼相互作用，将球形第一氮化铝设置于片状氮化硼之间，有效阻止片状氮化硼的堆叠，构建导热通道；同时提供粒径较小的第二氮化铝进行缝隙填充，能够降低中间的空隙，降低空袭的界面热阻，形成“微米级”的导热网络，提高复合材料的导热性能。
其中，由于粒径较大的第一氮化铝在构建导热通道具有主要作用，因此，控制第一氮化铝的添加量多于第二氮化铝的添加量。在一些具体实施例中，导热绝缘环氧树脂复合材料中，第一氮化铝的重量百分含量为25份、28份、30份、32份、34份、36份、38份、40份、42份、45份；第二氮化铝的重量百分含量为10份、12份、14份、16份、18份、20份。
在一些实施例中，第一氮化铝和第二氮化铝的质量比的确定与其各自选择的粒径大小有关，需要相互协调复配。
在一些实施例中，第一氮化铝的粒径为70～120μm；第二氮化铝的粒径为30～60μm。控制第一氮化铝和第二氮化铝的粒径，为了是二者的粒径能够相互作用，以起到最大程度地填满片状氮化硼之间地缝隙地作用，最大限度地与氮化硼形成“微米级”的导热网络，增加导热通道，提高复合材料的导热性能。在具体使用过程中，第一氮化铝和第二氮化铝是复配使用。
在一些具体实施例中，第一氮化铝的粒径为70μm、75μm、80μm、85μm、90μm、95μm、100μm、105μm、110μm、115μm、120μm。
在一些具体实施例中，第二氮化铝的粒径为30μm、35μm、40μm、45μm、50μm、55μm、60μm。
具体的，导热绝缘环氧树脂复合材料包括重量份数为5～10份的氨基化氮化硼。氨基化氮化硼为表面经过氨基改性处理后的氮化硼，得到的氨基化氮化硼的表面形成氨基基团，有利于与二氧化硅发生交联作用，以提高二氧化硅的导热性能。在一些具体实施例中，导热绝缘环氧树脂复合材料中，氨基化氮化硼的重量百分含量为5份、6份、7份、8份、9份、10份。
在一些实施例中，氨基化氮化硼的片径为50～600nm。提供的氨基化氮化硼为纳米级别，可更好地与其他化学基团作用，形成导热通道，填充“微米级”导热网络缝隙。在一些具体实施例中，氨基化氮化硼的片径为50nm、100nm、150nm、200nm、250nm、300nm、350nm、400nm、450nm、500nm、550nm、600nm。
具体的，导热绝缘环氧树脂复合材料包括重量份数为5～10份的二氧化硅。提供的氨基化氮化硼与二氧化硅复合，氨基化氮化硼表面的氨基与二氧化硅吸附水后表面形成的羟基相互作用形成化学键，使氨基化氮化硼与二氧化硅连接形成氮化硼/二氧化硅复合填料，明显提高二氧化硅的导热性能，同时进一步弥补氮化铝之间的空隙，填充“微米级”导热网络缝隙，完善环氧树脂基体的导热网络；此外，添加的二氧化硅具有较低的热膨胀系数，使得到的环氧树脂复合材料不仅具有较高的导热性能同时具有较低的热膨胀系数和极佳的绝缘效果，在一些具体实施例中，导热绝缘环氧树脂复合材料中，二氧化硅的重量百分含量为5份、6份、7份、8份、9份、10份.
在一些实施例中，二氧化硅为球形二氧化硅，且二氧化硅的粒径为5～15μm。提供粒径适中的二氧化硅，有利于与氨基化氮化硼相互作用，且进一步弥补氮化铝之间的空隙，提高复合材料导热性能。
具体的，导热绝缘环氧树脂复合材料包括重量份数为8.1～21份的助剂。
在一些实施例中，导热绝缘环氧树脂复合材料中，助剂包括如下重量份数的组分：
Figure BDA0003448947390000081
在一些实施例中，添加固化剂，有利于提高各组分之间的固化作用，固化剂包括邻甲酚醛树脂、叔辛基酚醛树脂、四氢苯酐、苯酚线性酚醛树脂、苯甲酚线性酚醛树脂中的至少一种。
在一些实施例中，提供固化促进剂，目的在于促进各组分之间相互固化的作用；固化促进剂包括三本基膦、有机胺、2-苯基咪唑、1-氰乙基—甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑中的至少一种。
在一些实施例中，提供偶联剂能够改善树脂和其他无机组分之间的相互作用，改善无机物与有机物之间的界面作用，从而大大提高复合材料的性能；偶联剂包括KH550、KH560、KH570、三甲氧基甲硅烷、烯丙基三甲基硅烷、十八烷基三甲基硅烷、和含硫硅烷偶联剂A-1891中的至少一种。
在一些实施例中，阻燃剂包括氢氧化镁、氢氧化铝、氧化钛、氧化钙、聚磷酸铵、磷酸酯、硼酸锌、聚硅氧烷和三聚氰胺中的至少一种。
在一些实施例中，脱模剂包括硬脂酸蜡、聚乙烯蜡、氧化聚乙烯蜡、天然石蜡、矿物质蜡、脂肪酸蜡中的至少一种。
本申请实施例第二方面提供一种导热绝缘环氧树脂复合材料的制备方法，包括如下步骤：
S01.提供导热绝缘环氧树脂复合材料的组分；
S02.将氨基化氮化硼与二氧化硅在醇类有机溶剂中进行第一混合处理，得到第一混合物；
S03.将氮化硼、第一氮化铝、第二氮化铝进行第二混合处理，得到第二混合物；
S04.将第一混合物、第二混合物、环氧树脂和助剂进行第三混合处理，再进行后处理，得到导热绝缘环氧树脂复合材料。
本申请实施例第二方面提供的导热绝缘环氧树脂复合材料的制备方法，该制备方法分别制备氨基化氮化硼/二氧化硅的第一混合物以及氮化硼/不同粒径氮化铝的第二混合物，再与环氧树脂和助剂混合制备得到导热绝缘环氧树脂复合材料，该制备方法工艺简单，不需要大型仪器设备，操作方便，效率高，有利于广泛使用。
步骤S01中，提供导热绝缘环氧树脂复合材料的组分；提供的各组分的选择如上文论述，为了节约篇幅，此处不再进行赘述。
步骤S02中，将氨基化氮化硼与二氧化硅在醇类有机溶剂中进行第一混合处理，得到第一混合物。使得纳米氮化硼包覆于球型二氧化硅表面，形成氨基化氮化硼/二氧化硅复合填料，有效提高导热性能且实现高度绝缘。
在一些实施例中，氨基化氮化硼的制备方法包括：
S021.提供氮化硼，将氮化硼分散于醇类有机溶剂水溶液中，得到共混液；
S022.将共混液和硅烷偶联剂在弱酸性条件下进行加热处理，再进行冷却过滤、洗涤烘干，得到氨基化氮化硼。
步骤S021中，提供的氮化硼分散于醇类有机溶剂水溶液中，得到共混液。提供的醇类有机溶剂水溶液包括但不限于甲醇水溶液、乙醇水溶液、丙醇水溶液中的至少一种。
步骤S022中，将共混液和硅烷偶联剂在弱酸性条件下进行加热处理，再进行冷却过滤、洗涤烘干，得到氨基化氮化硼。
在一些实施例中，硅烷偶联剂包括但不限于KH550、KH560、KH570中的至少一种。
在一些实施例中，弱酸性条件为pH4.0～pH6.0，采用滴加弱酸性溶液调整pH为4.0～6.0，提供的弱酸性溶液包括但不限于甲酸、乙酸、醋酸等。
在一些实施例中，将共混液和硅烷偶联剂在弱酸性条件下进行加热处理的步骤中，加热处理的温度为60～100℃，加热处理的时间为5～30分钟。
在一些实施例中，将氨基化氮化硼与二氧化硅在醇类有机溶剂中进行第一混合处理，其中，第一混合处理的步骤中，包括：在常温下进行搅拌混合处理10～30分钟。
步骤S03中，将氮化硼、第一氮化铝、第二氮化铝进行第二混合处理，得到第二混合物。通过共混处理，使片状氮化硼可以有效填充在不同粒径的球型氮化铝之间，有效提高材料的导热性能，球型氮化铝能够将片状氮化硼撑开，避免氮化硼团聚。
在一些实施例中，第二混合处理的步骤中，包括：在80～85℃的条件下进行混合干燥5～5.5小时。
在一些实施例中，助剂包括固化剂、固化促进剂、偶联剂、阻燃剂和脱模剂，其中，阻燃剂与氮化硼、第一氮化铝、第二氮化铝混合，进行第二混合处理。
步骤S04中，将第一混合物、第二混合物、环氧树脂和助剂进行第三混合处理，再进行后处理，得到导热绝缘环氧树脂复合材料。
在一些实施例中，第三混合处理的步骤中，包括：采用捏合机于100～200r/min的转速下进行处理5～50分钟。
在一些实施例中，后处理的步骤中，包括：冷却处理后进行粉碎处理。
下面结合具体实施例进行说明。
实施例1
导热绝缘环氧树脂复合材料及其制备方法
导热绝缘环氧树脂复合材料的各组分的选择及添加量如表1中实施例1提供的配方所示。
导热绝缘环氧树脂复合材料的制备方法，包括如下步骤
提供表1中实施例1的导热绝缘环氧树脂复合材料的组分；
将氨基化氮化硼与二氧化硅在乙醇溶液中进行搅拌混合10分钟，得到第一混合物；
将氮化硼、第一氮化铝、第二氮化铝和阻燃剂在80℃下共混干燥处理5小时，得到第二混合物；
将第一混合物、第二混合物、环氧树脂、固化剂、固化促进剂、偶联剂、脱模剂混合后放入捏合机中处理20分钟，再进行冷却处理、粉碎处理，得到导热绝缘环氧树脂复合材料。
实施例2～实施例5
实施例2～实施例5提供的导热绝缘环氧树脂复合材料各组分的选择及添加量如表1中实施例2～实施例5提供的配方所示。
实施例2～实施例5的导热绝缘环氧树脂复合材料的制备方法与实施例1提供的制备方法一致。
对比例1～对比例3
对比例1～对比例3提供的导热绝缘环氧树脂复合材料各组分的选择及添加量如表1中对比例1～对比例3提供的配方所示。
对比例1～对比例3的导热绝缘环氧树脂复合材料的制备方法与实施例1提供的制备方法一致。
表1
Figure BDA0003448947390000121
Figure BDA0003448947390000131
性质测试与结果分析
提供实施例1～5和对比例1～3的环氧树脂复合材料的性能测试，分别测定材料的导热系数(W/mK)、热膨胀系数(10-6/℃)以及体积电阻率(Ωcm)。具体的测试数据如表2所示，从表2可以看出，单纯添加高含量的氮化硼，由于团聚等原因，使得其对导热改性的效果并不好(对比例1)；如果单纯添加高含量的氮化铝导热填料，不同粒径大小球的复配比单纯添加氮化硼的导热效果好(对比例2)；在添加不同粒径氮化铝的基础上再复配一定的氮化硼，可以阻止氮化硼的团聚，使得导热性能进一步提高，但是总体提升的不是特别明显(和对比例3)；添加二氧化硅的目的是为了进一步降低环氧树脂的热膨胀系数，但是二氧化硅本身的导热系数相对较低，为了提升二氧化硅的导热性能，在其表面接上导热性能优异的纳米氮化硼，可以大大提升二氧化硅的导热性能，减少界面热阻；不同粒径的氮化铝与氮化硼复配，加上粒径更小的纳米氮化硼/球形二氧化硅的补充，可以有效的减少空隙，降低界面热阻，形成更为完善的导热通道，因此，可以获得相对更高的导热性能(如实施例5)。
表2
Figure BDA0003448947390000132
Figure BDA0003448947390000141
综上，本申请提供的导热绝缘环氧树脂复合材料，该复合材料以环氧树脂为原料，与氮化硼、氨基化氮化硼、第一氮化铝、第二氮化铝、二氧化硅和助剂进行复配使用；其中，氮化硼与粒径不同的第一氮化铝和第二氮化铝协同使用，一方面球形氮化铝可以有效阻止片状氮化硼的堆叠团聚，另一方面片状氮化硼夹在球形氮化铝之间，能够降低中间的空隙，并通过控制不同粒径的球形氮化铝的不同添加量，实现填满缝隙的效果，增加导热通道，降低空隙的界面热阻；氨基化氮化硼与二氧化硅复合，氨基化氮化硼表面的氨基与二氧化硅吸附水后表面形成的羟基相互作用形成化学键，使氨基化氮化硼与二氧化硅连接形成氮化硼/二氧化硅复合填料，明显提高二氧化硅的导热性能，同时进一步弥补氮化铝之间的空隙，完善环氧树脂基体的导热网络；此外，添加的二氧化硅具有较低的热膨胀系数，使得到的环氧树脂复合材料不仅具有较高的导热性能同时具有较低的热膨胀系数和极佳的绝缘效果，使得环氧树脂复合材料更适合半导体封装的要求，有利于广泛应用。
以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种导热绝缘环氧树脂复合材料，其特征在于，包括如下重量份数的组分：
Figure FDA0003448947380000011
2.根据权利要求1所述的导热绝缘环氧树脂复合材料，其特征在于，所述氮化硼的片径为5～25μm；且，所述氮化硼的晶型选自六方氮化硼、立方氮化硼中的至少一种；
所述氨基化氮化硼的片径为50～600nm。
3.根据权利要求1所述的导热绝缘环氧树脂复合材料，其特征在于，所述第一氮化铝的粒径为70～120μm；所述第二氮化铝的粒径为30～60μm；和/或，
所述二氧化硅的粒径为5～15μm。
4.根据权利要求1～3任一所述的导热绝缘环氧树脂复合材料，其特征在于，所述环氧树脂包括双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚S型环氧树脂、酚醛型环氧树脂、联苯结构型环氧树脂、多环芳香族和脂环族环氧树脂中的至少一种。
5.根据权利要求1～3任一所述的导热绝缘环氧树脂复合材料，其特征在于，以所述导热绝缘环氧树脂复合材料为总重量，所述助剂包括如下重量份数的组分：
Figure FDA0003448947380000012
Figure FDA0003448947380000021
6.根据权利要求5所述的导热绝缘环氧树脂复合材料，其特征在于，所述固化剂包括邻甲酚醛树脂、叔辛基酚醛树脂、四氢苯酐、苯酚线性酚醛树脂、苯甲酚线性酚醛树脂中的至少一种；和/或，
所述固化促进剂包括三本基膦、有机胺、2-苯基咪唑、1-氰乙基—甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑中的至少一种；和/或，
所述偶联剂包括KH550、KH560、KH570、三甲氧基甲硅烷、烯丙基三甲基硅烷、十八烷基三甲基硅烷、和含硫硅烷偶联剂A-1891中的至少一种；和/或，
所述阻燃剂包括氢氧化镁、氢氧化铝、氧化钛、氧化钙、聚磷酸铵、磷酸酯、硼酸锌、聚硅氧烷和三聚氰胺中的至少一种；和/或，
所述脱模剂包括硬脂酸蜡、聚乙烯蜡、氧化聚乙烯蜡、天然石蜡、矿物质蜡、脂肪酸蜡中的至少一种。
7.一种导热绝缘环氧树脂复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
提供权利要求1～6任一所述的导热绝缘环氧树脂复合材料的组分；
将氨基化氮化硼与二氧化硅在醇类有机溶剂中进行第一混合处理，得到第一混合物；
将氮化硼、第一氮化铝、第二氮化铝进行第二混合处理，得到第二混合物；
将所述第一混合物、所述第二混合物、环氧树脂和助剂进行第三混合处理，再进行后处理，得到导热绝缘环氧树脂复合材料。
8.根据权利要求7所述的导热绝缘环氧树脂复合材料的制备方法，其特征在于，所述第一混合处理的步骤中，包括：在常温下进行搅拌混合处理10～30分钟；和/或，
所述第二混合处理的步骤中，包括：在80～85℃的条件下进行混合干燥5～5.5小时；和/或，
所述第三混合处理的步骤中，包括：采用捏合机于100～200r/min的转速下进行处理5～50分钟；和/或，
所述后处理的步骤中，包括：冷却处理后进行粉碎处理。
9.根据权利要求7所述的导热绝缘环氧树脂复合材料的制备方法，其特征在于，所述氨基化氮化硼的制备方法包括：
提供氮化硼，将所述氮化硼分散于醇类有机溶剂水溶液中，得到共混液；
将所述共混液和硅烷偶联剂在弱酸性条件下进行加热处理，再进行冷却过滤、洗涤烘干，得到所述氨基化氮化硼。
10.根据权利要求9所述的导热绝缘环氧树脂复合材料的制备方法，其特征在于，所述硅烷偶联剂包括KH550、KH560、KH570中的至少一种；和/或，
所述弱酸性条件为pH4.0～pH6.0；和/或，
所述加热处理的温度为60～100℃，所述加热处理的时间为5～30分钟。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN115232444A (zh) * 2022-09-02 2022-10-25 重庆大学 一种高导热球形氮化硼复合环氧树脂及其制备方法
CN115926757A (zh) * 2022-12-30 2023-04-07 广东阿特斯新材料科技有限公司 一种自组装导热绝缘材料及其制备方法

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