一种高介电高导热的纳米Ag-BN改性环氧树脂材料及其制法制造技术

本发明专利技术涉及环氧树脂材料技术领域，且公开了一种高介电高导热的纳米Ag‑BN改性环氧树脂材料，包括以下配方原料及组分：纳米银修饰氮化硼纳米片、硅烷偶联剂、3,5‑二氨基苯甲酸，催化剂、促进剂、环氧树脂E44。该一种高介电高导热的纳米Ag‑BN改性环氧树脂材料，3‑缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷接枝改性纳米银修饰氮化硼纳米片，3,5‑二氨基苯甲酸生成的聚酰胺接枝纳米Ag‑BN，再与环氧树脂进行开环交联反应，改善了纳米银和氮化硼纳米片与环氧树脂的相容性，分散均匀的纳米银修饰氮化硼纳米片在环氧树脂中形成三维导热通路，提高了环氧树脂的热导率，纳米银和氮化硼纳米片之间形成的表面极化效应，协同作用下增强了环氧树脂材料的介电性能。

【技术实现步骤摘要】
一种高介电高导热的纳米Ag-BN改性环氧树脂材料及其制法
本专利技术涉及环氧树脂材料
，具体为一种高介电高导热的纳米Ag-BN改性环氧树脂材料及其制法。
技术介绍
介电材料和电介质可以产生电极化现象，在外电场作用下产生不等于零的电偶极矩，形成宏观束缚电荷的现象，电介质的电阻率较高，一般为绝缘体，有些电介质的电阻率并不是很高，但是能发生极化过程，因此也属于入电介质，电介质具有压电效应、电致伸缩、热电效应、铁电性等特性，介电材料可以用作电气绝缘材料、纸质介电材料、塑料薄膜介电材料、塑料薄膜介电材料等。环氧树脂是一种热固性树脂，含有两个个以上的环氧基团，可以通过开环反应固化交联形成网状结构，分为缩水甘油醚类环氧树脂、缩水甘油胺类环氧树脂、缩水甘油酯类环氧树脂、脂环族类环氧树脂和线型脂肪族类环氧树脂等，产品主要有通用胶、导电胶、密封胶、特种胶和土木建筑胶等，在体育用品、土木建筑、电子电器、汽车机械和航天航空领域具有广泛的应用，但是环氧树脂的介电性能不高，并且导热系数较低、耐热性能较差，限制了环氧树脂实际应用。(一)解决的技术问题针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种高介电高导热的纳米Ag-BN改性环氧树脂材料及其制法，解决环氧树脂的介电性能较差的问题，同时解决了环氧树脂的导热性和耐热性能较差的问题。(二)技术方案为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种高介电高导热的纳米Ag-BN改性环氧树脂材料，包括以下原料及组分：纳米银修饰氮化硼纳米片、硅烷偶联剂、3,5-二氨基苯甲酸，催化剂、促进剂、环氧树脂E44、质量比为2-15:0.1-0.8:0.5-3:0.1-0.5:0.4-2.5:100。优选的，所述硅烷偶联剂为3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷、催化剂为三苯基膦、促进剂为4-二甲氨基吡啶。优选的，所述纳米银修饰氮化硼纳米片制备方法包括以下步骤：(1)向反应瓶中加入N,N-二甲基甲酰胺溶剂、聚乙烯吡咯烷酮和氮化硼纳米片，置于恒温超声处理器中，在40-80℃下超声分散均匀，再加入硝酸银，加热至60-80℃，匀速搅拌反应1-2h，温度降至30-40℃，匀速搅拌反应2-4h，将溶液过滤除去溶剂，使用蒸馏水和乙醇洗涤固体产物，并充分干燥，制备得到纳米银修饰氮化硼纳米片。优选的，所述聚乙烯吡咯烷酮、氮化硼纳米片和硝酸银的质量比为1:4-8:1.5-3。优选的，所述恒温超声处理器包括仪器主体、仪器主体内部固定连接有隔音层、隔音层内部上方与超声器固定连接、超声器下方固定连接有超声探头、隔音层内部下方固定连接有加热片、隔音层内部两侧活动连接有调节装置、调节装置内部设置有卡槽、卡槽与卡块活动连接、卡槽与卡块之间设置有弹簧，卡块固定连接有移动杆、移动杆与卡板固定连接，卡板活动连接有反应瓶。优选的，所述高介电高导热的纳米Ag-BN改性环氧树脂材料制备方法包括以下步骤：(1)向反应瓶中加入无水甲苯溶剂和纳米银修饰氮化硼纳米片，置于恒温超声处理器中，超声分散均匀后加入硅烷偶联剂3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷，加热至110-130℃，匀速搅拌反应10-20h，将溶液减压蒸馏除去溶剂，使用乙醇洗涤固体产物，并充分干燥，制备得到3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷接枝的改性纳米银修饰氮化硼纳米片。(2)向反应瓶中通入氮气，加入N,N-二甲基甲酰胺溶剂和改性纳米银修饰氮化硼纳米片，超声分散均匀后加入催化剂三苯基膦和促进剂4-二甲氨基吡啶，加热至90-120℃，匀速搅拌反应3-8h，将溶液冷却至室温，过滤除去溶剂，使用蒸馏水和乙醇洗涤固体产物，并充分干燥，制备得到聚酰胺接枝纳米Ag-BN。(3)向反应瓶中加入丙酮溶剂和聚酰胺接枝纳米Ag-BN，超声分散均匀后加入环氧树脂E44，加热至50-80℃，匀速搅拌反应30-60min，再加入环氧树脂固化剂和消泡剂，搅拌均匀后，将乳液倒入聚四氟乙烯模具中，在90-100℃下固化处理1-3h，升温至120-130℃固化处理1-2h，升温至165-175℃固化处理2-3h，制备得到高介电高导热的纳米Ag-BN改性环氧树脂材料。(三)有益的技术效果与现有技术相比，本专利技术具备以下有益的技术效果：该一种高介电高导热的纳米Ag-BN改性环氧树脂材料，通过液相沉积法，在氮化硼纳米片的表面生成纳米银，再通过3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷接枝氮化硼纳米片，通过控制3,5-二氨基苯甲酸中用量，使3,5-二氨基苯甲酸中的氨基先与3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷的环氧基团进行开环反应，随后3,5-二氨基苯甲酸分子之间中的羧基和氨基发生共聚，生成聚酰胺接枝纳米Ag-BN，聚酰胺中的氨基与环氧树脂中的环氧基团进行开环交联反应，促进热固化的过程，使纳米银修饰氮化硼纳米片与环氧树脂有机结合，改善了纳米银和氮化硼纳米片与环氧树脂的相容性。该一种高介电高导热的纳米Ag-BN改性环氧树脂材料，纳米银和氮化硼具有超高的热导率系数，分散均匀的纳米银修饰氮化硼纳米片在环氧树脂中形成三维导热通路，大幅提高了环氧树脂的热导率和耐热性能，并且氮化硼的电阻率很高，并且纳米银和氮化硼纳米片之间形成的表面极化效应，在协同作用下提高了环氧树脂的介电常数和介质损耗因数，从而增强了环氧树脂材料的介电性能。附图说明图1是恒温超声处理器正面示意图；图2是调节装置放大示意图；图3是调节装置调节示意图。1、仪器主体；2、隔音层；3、超声器；4、超声探头；5、加热片；6、调节装置；7、卡槽；8、卡块；9、弹簧；10、移动杆；11、卡板；12、反应瓶。具体实施方式为实现上述目的，本专利技术提供如下具体实施方式和实施例：一种高介电高导热的纳米Ag-BN改性环氧树脂材料，包括以下原料及组分：纳米银修饰氮化硼纳米片、硅烷偶联剂3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷、3,5-二氨基苯甲酸，催化剂三苯基膦、促进剂4-二甲氨基吡啶、环氧树脂E44、质量比为2-15:0.1-0.8:0.5-3:0.1-0.5:0.4-2.5:100。纳米银修饰氮化硼纳米片制备方法包括以下步骤：(1)向反应瓶中加入N,N-二甲基甲酰胺溶剂、聚乙烯吡咯烷酮和氮化硼纳米片，置于恒温超声处理器中，恒温超声处理器包括仪器主体、仪器主体内部固定连接有隔音层、隔音层内部上方与超声器固定连接、超声器下方固定连接有超声探头、隔音层内部下方固定连接有加热片、隔音层内部两侧活动连接有调节装置、调节装置内部设置有卡槽、卡槽与卡块活动连接、卡槽与卡块之间设置有弹簧，卡块固定连接有移动杆、移动杆与卡板固定连接，卡板活动连接有反应瓶，在40-80℃下超声分散均匀，再加入硝酸银，其中聚乙烯吡咯烷酮、氮化硼纳米片和硝酸银的质量比为1:4-8:1.5-3，加热至60-80℃，匀速搅拌反应1-2h，温度降至30-40℃，匀速搅拌反应2-4h，将溶液过滤除去溶剂，使用蒸馏水和乙醇洗涤固体产物，并充分干燥，制备得到纳米银修饰氮化硼纳米片。高介电高导热的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高介电高导热的纳米Ag-BN改性环氧树脂材料，包括以下原料及组分，其特征在于：纳米银修饰氮化硼纳米片、硅烷偶联剂、3,5-二氨基苯甲酸，催化剂、促进剂、环氧树脂E44、质量比为2-15:0.1-0.8:0.5-3:0.1-0.5:0.4-2.5:100。/n

【技术特征摘要】
1.一种高介电高导热的纳米Ag-BN改性环氧树脂材料，包括以下原料及组分，其特征在于：纳米银修饰氮化硼纳米片、硅烷偶联剂、3,5-二氨基苯甲酸，催化剂、促进剂、环氧树脂E44、质量比为2-15:0.1-0.8:0.5-3:0.1-0.5:0.4-2.5:100。


2.根据权利要求1所述的一种高介电高导热的纳米Ag-BN改性环氧树脂材料，其特征在于：所述硅烷偶联剂为3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷、催化剂为三苯基膦、促进剂为4-二甲氨基吡啶。


3.根据权利要求1所述的一种高介电高导热的纳米Ag-BN改性环氧树脂材料，其特征在于：所述纳米银修饰氮化硼纳米片制备方法包括以下步骤：
(1)向N,N-二甲基甲酰胺溶剂中加入聚乙烯吡咯烷酮和氮化硼纳米片，置于恒温超声处理器中，在40-80℃下超声分散均匀，再加入硝酸银，加热至60-80℃，反应1-2h，温度降至30-40℃，反应2-4h，过滤、洗涤并干燥，制备得到纳米银修饰氮化硼纳米片。


4.根据权利要求3所述的一种高介电高导热的纳米Ag-BN改性环氧树脂材料，其特征在于：所述聚乙烯吡咯烷酮、氮化硼纳米片和硝酸银的质量比为1:4-8:1.5-3。


5.根据权利要求3所述的一种高介电高导热的纳米Ag-BN改性环氧树脂材料，其特征在于：所述恒温超声处理器包括仪器主体、仪器主体内部固定连接有隔音层、隔音层内部上方与超声器固定连接、超声器下方固...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵汉波，
申请(专利权)人：赵汉波，
类型：发明
国别省市：浙江;33