一種覆銅板用氮化鋁增強的高導熱型環氧樹脂復合材料及其制備方法技術

本發明專利技術公開了一種覆銅板用氮化鋁增強的高導熱型環氧樹脂復合材料，及其制備工藝，其特征在于，以雙酚A型酚醛環氧樹脂、2?甲基咪唑、二氧化硅、氮化鋁、氧化石墨烯、乙二胺、PTS、二月桂酸二丁基錫、多壁碳納米管、碳酸鈣晶須等為原料。本發明專利技術以氮化鋁為功能相，對其表面進行羥基化處理，與二氧化硅之間存在協同作用，得到高熱導率氮化鋁陶瓷，賦予樹脂良好的導熱、介電性能。氧化石墨烯徑厚比大，熱還原后形成導熱母粒在復合材料中形成導熱通路，用乙二胺對其進行氨基改性；用聚甲基三乙氧基硅烷(PTS)通過化學改性的方法，將有機硅引入環氧樹脂中，化學改性環氧樹脂產物具有優良的拉伸強度及斷裂伸長率、熱穩定性。

High heat conductive epoxy resin composite material reinforced by aluminum nitride for copper clad laminate and preparation method thereof

The invention discloses a high thermal conductivity type epoxy resin composite material of aluminum nitride enhanced a copper clad laminate, and process for preparation, characterized by bisphenol A type epoxy phenolic resin, 2 methyl imidazole, silicon dioxide, aluminum nitride, oxide, acid, ethylenediamine, PTS Shi Moxi, February two butyltin Guangxi wall carbon nanotubes, calcium carbonate whisker as raw materials. In the invention, the aluminum nitride is used as the functional phase, and the surface of the aluminum nitride is treated with hydroxyl, and the synergistic action between the silicon dioxide and the silicon dioxide is obtained. Graphene oxide diameter thickness ratio, thermal reduction after the formation of conducting master batch formation heat passages in composite materials, its amino modified with ethylenediamine; poly methyl triethoxysilane (PTS) by chemical modification method, the introduction of silicone epoxy resin, chemical modified epoxy resin product with tensile strength and elongation, excellent thermal stability.

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及復合材料領域，具體涉及一種覆銅板用氮化鋁增強的高導熱型環氧樹脂復合材料，及其制備工藝。
技術介紹
覆銅箔層壓板簡稱覆銅板，主要用于制造印制電路板、電子通訊和儀器儀表，是電子工業的基礎材料。目前覆銅板的基體樹脂以雙酚型環氧樹脂為主，但其耐熱性較差、介電常數和介電損耗較高，無法滿足在高頻條件下使用的高性能覆銅板的要求。任科秘在其碩士學位論文《高性能環氧樹脂基覆銅板的研制》一文中，以線性酚醛樹脂為固化劑，以雙酚A型酚醛環氧樹脂和異氰酸酯改性環氧樹脂為主體樹脂，以二氧化硅為填料。將促進劑2-甲基咪唑、固體樹脂溶解在溶劑丁酮中，攪拌均勻并熟化4-8h，混制成樹脂膠液，加入粉末填料，用高剪切分散乳化機使其均勻分散，制備了膠液。將膠液均勻涂抹在E-玻璃纖維布上，在170℃高溫烘箱中烘制5-8min，取出冷卻即得到半固化片；將半固化片疊加并兩面覆以銅箔，置于真空層壓機中加溫、加壓，壓制成覆銅板。但是存在導熱性能不足。
技術實現思路
本專利技術主要解決的技術問題是提供一種覆銅板用氮化鋁增強的高導熱型環氧樹脂復合材料及其制備工藝，依照該工藝制備的復合材料導熱系數高。本專利技術所要解決的技術問題采用以下的技術方案來實現：雙酚A型酚醛環氧樹脂30-50，2-甲基咪唑6-9，二氧化硅8-15，氮化鋁5-10，氧化石墨烯4-8，乙二胺6-9，PTS3-7，二月桂酸二丁基錫2-4，多壁碳納米管5-9，碳酸鈣晶須7-10，丁酮、KH550、乙醇、DMF、蒸餾水、NaOH溶液適量。一種覆銅板用氮化鋁增強的高導熱型環氧樹脂復合材料的制備方法，其特征在于，按以下步驟進行：a.向氮化鋁中1:5-10加入NaOH溶液，加熱到80-90℃攪拌1-2h，離心、醇洗3-5次，60-70℃下干燥2-4h，得羥基化氮化鋁；1:3-5加入二氧化硅、KH550，在50-60℃下超聲分散3-4h，醇洗3-5次，置于馬弗爐內升溫到450-550℃保溫1-2h，在氮氣氣氛中升溫至1700-1900℃燒結2-3h，冷卻至室溫，研磨粉碎；b.向氧化石墨烯中1:3-5加入DMF，與乙二胺混合，超聲處理1-2h，在110-130℃反應3-6h，過濾、醇洗水洗3-5次，70-90℃烘干，與PTS混合，升溫至75-95℃攪拌均勻，1:2-5滴加二月桂酸二丁基錫、蒸餾水，恒溫反應3-5h，加入多壁碳納米管，超聲振蕩1-2h；c.將碳酸鈣晶須在110-130℃下烘干2-3h，1:2-4加入KH550，攪拌均勻，倒入表面皿中，室溫下靜置5-10h后，在110-130℃下真空干燥3-4h，得到表面改性碳酸鈣晶須；d.將雙酚A型酚醛環氧樹脂、2-甲基咪唑溶解在丁酮中，與a、b、c中所得物料混合，攪拌均勻，加熱到85-95℃熟化4-8h，在50-60℃真空烘箱中干燥2-4h，再于80-90℃真空干燥箱中脫泡1-2h，降至室溫，倒入模具，放入平板壓機中在120-200℃固化反應1-2h，自然冷卻，脫模，得復合材料。本專利技術的反應機理如下：（1）以雜化填料氮化鋁作為功能相，對其表面進行羥基化處理，添加二氧化硅，二者存在協同作用，促進氮化鋁陶瓷的致密燒結，氮化鋁粉體的高比表面能也促進其致密化進程，獲得具有高熱導率的氮化鋁陶瓷，賦予樹脂良好的導熱和加工性能，以及優異的介電和阻燃性能。（2）氧化石墨烯具有高的徑厚比，熱還原后形成導熱母粒在復合材料中形成導熱通路，用乙二胺對其進行氨基改性，成功接入氨基，能夠顯著提高環氧樹脂的熱學和力學性能。（3）用聚甲基三乙氧基硅烷(PTS)通過化學改性的方法，制備了有機硅改性環氧樹脂，PTS的水解物與環氧樹脂中的羥基發生反應，將有機硅引入環氧樹脂中，化學改性環氧樹脂產物具有優良的拉伸強度及斷裂伸長率、熱穩定性。具體實施方式為了使本專利技術實現的技術手段、創作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結合具體實施例，進一步闡述本專利技術。實施例一種覆銅板用氮化鋁增強的高導熱型環氧樹脂復合材料，由下述重量份(g)的原料制得：雙酚A型酚醛環氧樹脂50，2-甲基咪唑9，二氧化硅15，氮化鋁10，氧化石墨烯8，乙二胺9，PTS7，二月桂酸二丁基錫4，多壁碳納米管9，碳酸鈣晶須10，丁酮、KH550、乙醇、DMF、蒸餾水、NaOH溶液適量。一種覆銅板用氮化鋁增強的高導熱型環氧樹脂復合材料的制備方法，其特征在于，按以下步驟進行：a.向氮化鋁中1:10加入NaOH溶液，加熱到80-90℃攪拌1h，離心、醇洗3次，60-70℃下干燥2h，得羥基化氮化鋁；1:5加入二氧化硅、KH550，在50-60℃下超聲分散3h，醇洗3次，置于馬弗爐內升溫到450-550℃保溫2h，在氮氣氣氛中升溫至1700-1900℃燒結3h，冷卻至室溫，研磨粉碎；b.向氧化石墨烯中1:5加入DMF，與乙二胺混合，超聲處理1h，在110-130℃反應3h，過濾、醇洗水洗3次，80-90℃烘干，與PTS混合，升溫至85-95℃攪拌均勻，1:5滴加二月桂酸二丁基錫、蒸餾水，恒溫反應3h，加入多壁碳納米管，超聲振蕩2h；c.將碳酸鈣晶須在120-130℃下烘干2h，1:4加入KH550，攪拌均勻，倒入表面皿中，室溫下靜置5h后，在120-130℃下真空干燥3h，得到表面改性碳酸鈣晶須；d.將雙酚A型酚醛環氧樹脂、2-甲基咪唑溶解在丁酮中，與a、b、c中所得物料混合，攪拌均勻，加熱到85-95℃熟化6h，在50-60℃真空烘箱中干燥2h，再于80-90℃真空干燥箱中脫泡1h，降至室溫，倒入模具，放入平板壓機中在150-170℃固化反應2h，自然冷卻，脫模，得復合材料。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種覆銅板用氮化鋁增強的高導熱型環氧樹脂復合材料，其特征在于，由下述重量份的原料制得：雙酚A型酚醛環氧樹脂30?50，2?甲基咪唑6?9，二氧化硅8?15，氮化鋁5?10，氧化石墨烯4?8，乙二胺6?9，PTS?3?7，二月桂酸二丁基錫2?4，多壁碳納米管5?9，碳酸鈣晶須7?10，丁酮、KH550、乙醇、DMF、蒸餾水、NaOH溶液適量。

【技術特征摘要】
1.一種覆銅板用氮化鋁增強的高導熱型環氧樹脂復合材料，其特征在于，由下述重量份的原料制得：雙酚A型酚醛環氧樹脂30-50，2-甲基咪唑6-9，二氧化硅8-15，氮化鋁5-10，氧化石墨烯4-8，乙二胺6-9，PTS3-7，二月桂酸二丁基錫2-4，多壁碳納米管5-9，碳酸鈣晶須7-10，丁酮、KH550、乙醇、DMF、蒸餾水、NaOH溶液適量。2.根據權利要求1所述的一種覆銅板用氮化鋁增強的高導熱型環氧樹脂復合材料的制備方法，其特征在于，按以下步驟進行：a.向氮化鋁中1:5-10加入NaOH溶液，加熱到80-90℃攪拌1-2h，離心、醇洗3-5次，60-70℃下干燥2-4h，得羥基化氮化鋁；1:3-5加入二氧化硅、KH550，在50-60℃下超聲分散3-4h，醇洗3-5次，置于馬弗爐內升溫到450-550℃保溫1-2h，在氮氣氣氛中升溫至1700-1900℃燒結2-3h，冷卻至...

【專利技術屬性】
技術研發人員：孫茂云，張家樹，王永東，
申請(專利權)人：銅陵華科電子材料有限公司，
類型：發明
國別省市：安徽;34