杂化颗粒及其制备方法、绝缘复合材料技术

本发明专利技术公开了一种杂化颗粒及其制备方法，包括绝缘陶瓷颗粒以及负载在绝缘陶瓷颗粒表面的低熔点导电粒子；绝缘陶瓷颗粒的粒径比低熔点导电粒子的粒径大，并且低熔点导电粒子在绝缘陶瓷颗粒表面上呈颗粒状离散分布。本发明专利技术还公开了一种绝缘复合材料，包括具有电绝缘性的聚合物基体以及填充在聚合物基体内的上述杂化颗粒，相邻的杂化颗粒之间通过低熔点导电粒子熔融后连接起来形成导热通路但不形成导电通路。这种绝缘复合材料通过相邻的杂化颗粒之间形成的导热通路，增强了导热性能；同时由于相邻的杂化颗粒之间没有形成导热回路，绝缘复合材料依然具有电绝缘性。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种杂化颗粒及其制备方法，包括绝缘陶瓷颗粒以及负载在绝缘陶瓷颗粒表面的低熔点导电粒子；绝缘陶瓷颗粒的粒径比低熔点导电粒子的粒径大，并且低熔点导电粒子在绝缘陶瓷颗粒表面上呈颗粒状离散分布。本专利技术还公开了一种绝缘复合材料，包括具有电绝缘性的聚合物基体以及填充在聚合物基体内的上述杂化颗粒，相邻的杂化颗粒之间通过低熔点导电粒子熔融后连接起来形成导热通路但不形成导电通路。这种绝缘复合材料通过相邻的杂化颗粒之间形成的导热通路，增强了导热性能；同时由于相邻的杂化颗粒之间没有形成导热回路，绝缘复合材料依然具有电绝缘性。【专利说明】杂化颗粒及其制备方法、绝缘复合材料
本专利技术涉及一种杂化颗粒及其制备方法，包括该杂化颗粒的绝缘复合材料。
技术介绍
随着电子信息技术的进步，印制电路板向着多功能、小型化发展，封装密度的提升将不可避免在很小的空间里面产生更多的热量。而大部分的元器件需要在较低的温度下才能够稳定工作。为了保证电子设备的稳定运行，多余的热量必须释放出来。因此，对主要以复合物为基础材料的电子封装材料的导热性能提出更高的要求。目前提高聚合物导热系数最有效的方法就是将高导热的绝缘陶瓷填料添加到聚合物基体中制备高导热复合材料。这些绝缘陶瓷材料包括金属氧化物(如A1203、ZnO)、氮化物(如A1N、BN、Si3N4)以及粘土等。由于此类填料需要较高的添加量才能够获得高的导热系数。而高含量的填料加入，会严重破坏聚合物的柔软性、可加工性。 另外一种可行方案是使用具有高电导率的填料制备复合材料，如使用金属(如Al、Ag)和碳材料(如碳纤维、碳纳米管、石墨烯)制备的聚合物复合材料在填料添加量较低的时候即可获得较高的导热系数。但是由于填料本身电导率较高，所制备的复合材料的电导率也较高，不能满足需要材料具有电绝缘性的应用场合。
技术实现思路
基于此，有必要提供一种同时具有电绝缘性和高导热性的绝缘复合材料。 此外，还有必要提供一种杂化颗粒及其制备方法。 一种杂化颗粒，包括绝缘陶瓷颗粒以及负载在所述绝缘陶瓷颗粒表面的低熔点导电粒子； 所述低熔点导电粒子的熔点为60°C?240°C，所述绝缘陶瓷颗粒的粒径为50nm?I μ m，所述低恪点导电粒子的粒径为1nm?50nm，所述绝缘陶瓷颗粒的粒径比所述低恪点导电粒子的粒径大，并且所述低熔点导电粒子在所述绝缘陶瓷颗粒表面上呈颗粒状离散分布。 在一个实施例中，所述绝缘陶瓷颗粒的材料为氮化硼、氮化铝、氮化硅、碳化硅、氧化铝、二氧化娃、二氧化钛、氧化镁、氧化猛、氧化锌、氧化妈、碳酸妈、钛酸钡和钛酸锁中的至少一种。 在一个实施例中，所述低熔点导电粒子的材料为铋、铅、银、铜、锡和铟中的一种或一种以上形成的合金。 在一个实施例中，所述低熔点导电粒子在绝缘陶瓷颗粒表面的覆盖率为5%?85%。 一种上述的杂化颗粒的制备方法，包括如下步骤: 将绝缘陶瓷颗粒和表面活性剂加入到含有低熔点金属盐的水溶液中，接着在冰浴条件下搅拌0.5h?2h，得到混合溶液，其中，所述表面活性剂的添加量为所述低熔点导电粒子理论合成质量的0.5%?5%，所述绝缘陶瓷颗粒与所述金属盐的质量比为0.25? 2.5，所述低熔点金属盐中低熔点金属的熔点为60°C?240°C ； 向所述混合溶液中通入保护气体排除空气，接着滴加过量的还原剂溶液，滴加完毕后继续搅拌0.5h?2h，得到完成反应的反应液；以及 对所述反应液进行离心分离，保留沉淀并洗涤所述沉淀，洗涤干净的所述沉淀真空干燥后得到所述杂化颗粒，所述杂化颗粒，包括绝缘陶瓷颗粒以及负载在所述绝缘陶瓷颗粒表面的低熔点导电粒子，所述低熔点导电粒子的熔点为60°C?240°C，所述绝缘陶瓷颗粒的粒径为50nm?I μ m，所述低恪点导电粒子的粒径为1nm?50nm，所述绝缘陶瓷颗粒的粒径比所述低熔点导电粒子的粒径大，并且所述低熔点导电粒子在所述绝缘陶瓷颗粒表面上呈颗粒状离散分布。 在一个实施例中，所述还原剂溶液的溶质为卤酸盐、烷基磺酸盐或烷醇基磺酸盐，所述还原剂溶液的浓度为0.01?0.2mol/L ； 所述还原剂溶液的添加量为理论值的1.2倍?1.8倍； 所述还原剂溶液的滴加速度为0.5mL/min?10mL/min。 在一个实施例中，所述表面活性剂为聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇或十二烷基苯磺酸钠，所述保护气体为氮气、氦气、氖气、氩气、氪气或氙气。 一种绝缘复合材料，包括具有电绝缘性的聚合物基体以及填充在所述聚合物基体内的杂化颗粒，所述杂化颗粒为上述的杂化颗粒，相邻的所述杂化颗粒之间通过所述低熔点导电粒子熔融后连接起来形成导热通路但不形成导电通路。 在一个实施例中，所述杂化颗粒与所述聚合物基体的质量比为1:4?4:1。 在一个实施例中，所述聚合物基体的材料为环氧树脂、聚酰亚胺、聚酯、酚醛树脂和双马来亚酰胺树脂中的至少一种。 这种绝缘复合材料通过相邻的杂化颗粒之间形成的导热通路，增强了导热性能；同时由于相邻的杂化颗粒之间没有形成导热回路，绝缘复合材料依然具有电绝缘性。这种绝缘复合材料同时具备电绝缘和高导热系数等优异性能。 这种绝缘复合材料制备时只需将杂化颗粒与聚合物混合经加热固化处理即可，工艺简单，条件易控，生产效率高，适于工业化生产。 【专利附图】【附图说明】 图1为一实施方式的杂化颗粒的结构示意图； 图2为一实施方式的杂化颗粒的制备方法的流程图； 图3为一实施方式的绝缘复合材料的结构示意图。 【具体实施方式】 下面主要结合附图及具体实施例对铁氧体粉体的制造方法作进一步详细的说明。 如图1所示的一实施方式的杂化颗粒100，包括绝缘陶瓷颗粒10以及负载在绝缘陶瓷颗粒10表面的低熔点导电粒子20。 低熔点导电粒子20的熔点为60°C?240°C，低熔点导电粒子20的粒径为1nm?50nm。粒子的熔点在低于10nm时受粒径的影响非常明显，粒径越小，熔点越低。 低熔点导电粒子20的材料可以为铋、铅、银、铜、锡和铟中的一种或一种以上形成的合金。 低熔点导电粒子20负载在绝缘陶瓷颗粒10表面，在受热固化时，低熔点导电粒子20熔融把相互邻近的杂化颗粒100连接起来，在相邻的杂化颗粒100之间建立一个导热通道，但不形成导电网络，同时没有参与形成导热道路的低熔点导电粒子20在绝缘陶瓷颗粒10表面上呈颗粒状离散分布。 低熔点导电粒子20的熔点为60°C?240°C。这是因为一般的绝缘复合材料制备过程中的加热固化温度不会超过240°C，为了使低熔点导电粒子20在制备过程中熔融，使相邻的杂化颗粒100连接起来，形成导热通路，低熔点导电粒子20的熔点不能高于240°C。同时，为了维持低熔点导电粒子20在一般状态下为固态，低熔点导电粒子20的熔点需要高于 60。。。 绝缘陶瓷颗粒10的粒径可以为50nm?I μ m。优选的，绝缘陶瓷颗粒10的粒径为50nm?500nm，进一步优选，绝缘陶瓷颗粒10的粒径为10nm?300nm。 为了保证低熔点导电粒子20能够与绝缘陶瓷颗粒10结合形成杂化颗粒100，需要控制反应过程将低恪点导电粒子20的粒径控制在1nm?50nm之间。 绝缘陶瓷颗粒10的粒径比所述低本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种杂化颗粒，其特征在于，包括绝缘陶瓷颗粒以及负载在所述绝缘陶瓷颗粒表面的低熔点导电粒子；所述低熔点导电粒子的熔点为60℃～240℃，所述绝缘陶瓷颗粒的粒径为50nm～1μm，所述低熔点导电粒子的粒径为10nm～50nm，所述绝缘陶瓷颗粒的粒径比所述低熔点导电粒子的粒径大，并且所述低熔点导电粒子在所述绝缘陶瓷颗粒表面上呈颗粒状离散分布。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：于淑会，罗遂斌，孙蓉，
申请(专利权)人：深圳先进技术研究院，
类型：发明
国别省市：广东;44