【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及导热材料领域，具体涉及一种六方氮化硼材料及其制备方法和应用。
技术介绍
1、六方氮化硼(h-bn)是一种新型的陶瓷材料，其具有与石墨烯类似的层状结构，层内是由b原子和n原子交替排列的无限延伸的六角形网络结构，层间是通过范德华力连接以abab的方式进行堆垛，因此，六方氮化硼是一种各向异性导热材料，其沿(002)面面内方向的热导率为垂直于该方向的热导率的几十倍，由于其优异的热导率而常被用作聚合物的填料，以提高所形成的复合材料的导热性能。然而，高热导率的氮化硼聚合物复合材料需要在其内部形成连续的导热通道，一般采用高长径比的材料(如纳米管、纤维)，虽然该方法容易得到热导率大于10w·m-1·k-1的复合材料，但是提高bn的填充量时会导致体系粘度的急剧升高，不适用于工业生产，同时高长径比的材料，其导热的各向异性也不利于实际应用。
2、球形填料能够改善聚合物的流变性等性能，将氮化硼制备成球形形貌，能够提高氮化硼颗粒在复合材料中的分散性，同时提高氮化硼的填充量并降低体系的粘度。然而，相关技术中，氮化硼的球形度低，同时其粒径较小(通常不大于20μm)，而较小粒径的氮化硼(如bn纳米球和微米球)对复合材料的热导率的提升有限，主要是因为其本身较差的结晶性和弯曲的(002)面造成了严重的声子散射，因此，需要将球形颗粒的尺寸提高到20μm以上才具有实际应用价值。
技术实现思路
1、本专利技术提供一种六方氮化硼材料及其制备方法和应用，以至少解决现有技术存在的氮化硼的球形度低且粒径小
2、本专利技术的一方面，提供一种六方氮化硼材料的制备方法，包括以下步骤：将六方氮化硼原料进行亲水性改性处理，得到改性六方氮化硼原料；将所述改性六方氮化硼原料、表面活性剂、聚合物粘结剂、烧结助剂和分散介质混合，制成第二浆料；将所述第二浆料进行喷雾干燥，形成球形颗粒产物；将所述球形颗粒产物进行烧结，得到所述六方氮化硼材料。
3、根据本专利技术的一实施方式，通过所述亲水性改性处理，在所述改性六方氮化硼原料上引入亲水性基团，所述亲水性基团包括羟基和/或氨基；优选地，所述亲水性改性处理的过程包括：将所述六方氮化硼原料与用于在所述改性六方氮化硼原料上引入所述亲水性基团的改性剂混合并配制成第一浆料后进行球磨处理、或者将所述六方氮化硼原料在空气气氛下进行烧结氧化处理、或者将所述六方氮化硼原料在极性溶剂中进行超声处理；优选地，所述改性剂包括硼酸、葡萄糖、纤维素中的一种或多种；优选地，所述烧结氧化处理的条件为：温度为750～800℃，时间为1～15min。
4、根据本专利技术的一实施方式，所述六方氮化硼原料为片状六方氮化硼；和/或，所述表面活性剂包括醇胺类化合物；优选地，所述醇胺类化合物包括乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺和醇胺硼酸酯中的一种或多种；和/或，所述烧结助剂包括无定型六方氮化硼和/或低熔点玻璃粉，所述低熔点玻璃粉的熔点为450～1200℃；和/或，所述聚合物粘结剂包括聚乙二醇、聚乙烯醇、羧甲基纤维素中的一种或多种。
5、根据本专利技术的一实施方式，所述表面活性剂与所述六方氮化硼原料的质量比为(1～10):100；和/或，所述聚合物粘结剂与所述六方氮化硼原料的质量比为(0.5～2):100；和/或，所述烧结助剂与所述六方氮化硼原料的质量比为(0.5～5):100。
6、根据本专利技术的一实施方式，采用喷雾干燥机进行所述喷雾干燥，所述喷雾干燥机的进口温度为200～300℃，出口温度大于或等于120℃。
7、根据本专利技术的一实施方式，先将所述球形颗粒产物进行排胶处理后，再进行所述烧结；其中，所述排胶处理在空气气氛下进行，所述排胶处理的温度为500～700℃。
8、根据本专利技术的一实施方式，所述烧结的温度为1200-1700℃，烧结的时间为2～10h。
9、根据本专利技术的一实施方式，所述烧结在含有还原性气体和/或惰性气体的气氛下进行。
10、本专利技术的另一方面，提供一种六方氮化硼材料，其按照上述制备方法制得。
11、本专利技术的另一方面，提供一种导热复合材料，其包括聚合物基体材料和上述六方氮化硼材料。
12、本专利技术中，先对六方氮化硼原料进行亲水改性处理，再将其与表面活性剂、聚合物粘结剂、烧结助剂和分散剂混合，制成第二浆料，通过喷雾干燥形成球形颗粒产物，再将球形颗粒产物进行烧结，制得六方氮化硼材料，通过该制备过程，能够兼顾提高所制得的六方氮化硼材料的球形度及其粒径(可达20～150μm)，即获得较大粒径的球形六方氮化硼材料，提高六方氮化硼材料的导热性及其在聚合物基体材料中的分散性和填充量，并降低由六方氮化硼材料和聚合物基体材料复合而成的导热复合材料的粘度，进而兼顾提高复合材料的导热性和流变性等性能。
13、此外，本专利技术还可提高六方氮化硼材料的结构稳定性，提高其机械性能，使其在应用时不易破碎，利于六方氮化硼材料的实际应用，例如，在将六方氮化硼材料添加于聚合物基体材料中后，在搅拌混合的过程中，六方氮化硼材料不会发生破碎等问题，从而提高所形成的复合材料的性能。
14、此外，本专利技术还可以改善六方氮化硼材料与聚合物基体材料的相容性，降低由改性六方氮化硼材料与聚合物体系等组分形成的复合材料的粘度，提高六方氮化硼材料的填充量。
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1.一种六方氮化硼材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的六方氮化硼材料的制备方法，其特征在于，通过所述亲水性改性处理，在所述改性六方氮化硼原料上引入亲水性基团，所述亲水性基团包括羟基和/或氨基；
3.根据权利要求1所述的六方氮化硼材料的制备方法，其特征在于，
4.根据权利要求1-3任一项所述的六方氮化硼材料的制备方法，其特征在于，
5.根据权利要求1-3任一项所述的六方氮化硼材料的制备方法，其特征在于，采用喷雾干燥机进行所述喷雾干燥，所述喷雾干燥机的进口温度为200～300℃，出口温度大于或等于120℃。
6.根据权利要求1-3任一项所述的六方氮化硼材料的制备方法，其特征在于，先将所述球形颗粒产物进行排胶处理后，再进行所述烧结；其中，所述排胶处理在空气气氛下进行，所述排胶处理的温度为500～700℃。
7.根据权利要求1-3任一项所述的六方氮化硼材料的制备方法，其特征在于，所述烧结的温度为1200-1700℃，烧结的时间为2～10h。
8.根据权利要求1-3任一项所述
9.一种六方氮化硼材料，其特征在于，其按照权利要求1-8任一项所述的制备方法制得。
10.一种导热复合材料，其特征在于，包括聚合物基体材料和权利要求9所述的六方氮化硼材料。
...【技术特征摘要】
1.一种六方氮化硼材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的六方氮化硼材料的制备方法，其特征在于，通过所述亲水性改性处理，在所述改性六方氮化硼原料上引入亲水性基团，所述亲水性基团包括羟基和/或氨基；
3.根据权利要求1所述的六方氮化硼材料的制备方法，其特征在于，
4.根据权利要求1-3任一项所述的六方氮化硼材料的制备方法，其特征在于，
5.根据权利要求1-3任一项所述的六方氮化硼材料的制备方法，其特征在于，采用喷雾干燥机进行所述喷雾干燥，所述喷雾干燥机的进口温度为200～300℃，出口温度大于或等于120℃。
6.根据权利要求1-3任一项所述的六方氮...
【专利技术属性】
技术研发人员：齐永新，张航振，龙刘扬，文凯深，宫新春，吕德斌，
申请(专利权)人：天元宜昌新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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