【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电子封装，具体地说，涉及一种静电直写式3d打印法构建3dbnm@ep/ep-cnts复合材料的方法。
技术介绍
1、随着5g时代到来，电子设备在集成化，功能化极速发展，而电子设备高功率下会在内部产生大量热量，若未及时散热会造成设备隐患，因此电子设备热管理性能是制约其发展的重要因素之一。电子器件主要材料一般是聚合物复合材料，但是其导热系数低，环氧树脂的导热系数大约在0.12w/(m·k)左右，可通过添加陶瓷填料来提高聚合物复合材料的导热系数；但是导热填料填充量过大导致与环氧树脂界面热阻增大，从而散热困难，电子封装产品使用寿命低下。
技术实现思路
1、本专利技术要解决的问题是导热填料填充量过大导致与环氧树脂界面热阻增大，从而散热困难，电子封装产品使用寿命底下。因此为了在少量填料下实现高导热，本专利技术采用3d打印diw直写技术构筑三维bnm@ep网状结构并真空浸渍环氧树脂制备高导热的绝缘复合材料。减少电子封装领域应用限制。
2、本专利技术采用3d打印diw直写技术来构筑三维宏观bnm@ep导热网络，本专利技术以改性h-bn(bnm)、环氧树脂、光引发剂，避光搅拌获得打印油墨。再3d打印diw直写技术，利用压力挤出、逐层堆积原理，紫外光固化，设计并制备出三维bnm@ep导热网络，真空浸渍环氧树脂基体与不同质量分数的cnts(碳纳米管)混合胶液，经过高温梯度固化得到高导热3d bnm@ep/ep-cnts复合材料。cnts的加入可以减少片状bnm@ep网络间的空隙
3、为了实现上述技术问题，本专利技术采取了以下的技术方案：
4、本专利技术的目的在于提供一种静电直写式3d打印法构建3d bnm@ep/ep-cnts复合材料的方法，具体包括以下步骤：
5、步骤一、避光条件下，将环氧树脂、光引发剂和稀释剂搅拌均匀，再加入片状改性六方氮化硼(bnm)，继续避光搅拌至均匀，得到浆液；
6、步骤二、将步骤一制备的浆液缓慢注入注射器中，脱泡，
7、步骤三、将脱泡后的注射器安装在3d打印机头上，采用直接墨水书写(diw)3d打印技术打印同时进行紫外光固化，得到三维网状骨架；
8、步骤五、在60℃-80℃油浴下，将环氧树脂和固化剂搅拌均匀，再加入碳纳米管，继续搅拌至均匀，再加入促进剂，继续搅拌，脱泡，得到胶液；
9、步骤六、将三维网状骨架置于预热模具中，迅速倒入胶液使所述骨架浸渍其中，梯度升温固化后，得到所述复合材料。
10、进一步地限定，步骤一中，环氧树脂、光引发剂、稀释剂和片状改性六方氮化硼的质量比为100∶2∶1∶25。
11、进一步地限定，步骤一中，所述光引发剂为三芳基硫鎓盐类阳离子光引发剂1176。
12、进一步地限定，步骤一中，所述稀释剂为二甲苯。
13、进一步地限定，步骤一中，步骤一中片状改性六方氮化硼(bnm)是用十八烷基三甲基溴化铵对片状六方氮化硼改性得到的，采用公开的方法制备，具体步骤如下：取适量去离子水用naoh颗粒调整至ph＝9，量取100ml加入三口烧瓶，后加入定量的10g h-bn及0.06gotab(h-bn的0.6wt％)在80℃下搅拌6小时。再将反应液抽滤，并用去离子水冲洗3次，80℃真空干燥24h，即得到经过表面处理后改性h-bn粉体，标记为bnm。
14、进一步地限定，步骤二中，真空烘箱进行脱泡1h-2h。
15、进一步地限定，步骤三中，将注射器安装在3d打印机头上，调节打印速度及浆料挤出速度，加载g代码，选择设定的程序；打印机在z方向上移动，打印出双层结构；diw3d打印技术的工艺参数：喷嘴的内径为0.3mm，喷嘴的外径为0.56mm；打印速度为30mm/s；层厚为0.5mm；环境温度为室温。
16、进一步地限定，步骤三中，紫外光固化的工艺参数：300w光效、波长365nm。
17、进一步地限定，步骤一和步骤五所述环氧树脂为双酚a型环氧树脂e51。
18、进一步地限定，步骤五中，环氧树脂与固化剂的质量比为100：72；促进剂质量为环氧树脂和固化剂总质量的1％。
19、进一步地限定，步骤五中，环氧树脂和固化剂搅拌1h-3h，以1000rpm速率进行搅拌。
20、进一步地限定，步骤五中，碳纳米管的用量占环氧树脂质量的0％～2wt％，可以是0wt％、1wt％、1.5wt％、2wt％。
21、进一步地限定，步骤五中，加完碳纳米管(cnts)后以1000rpm的速率搅拌1h-3h。
22、进一步地限定，步骤五中，固化剂为甲基六氢邻苯二甲酸酐。
23、进一步地限定，步骤五中，促进剂为氮氮二甲基苄胺。
24、进一步地限定，步骤五中，加入促进剂后搅拌耗时一般10分钟-40分钟，搅拌速率为1000rpm。
25、进一步地限定，步骤五中，真空烘箱中进行脱泡，脱泡时间为0.5h-2h。
26、进一步地限定，步骤六中，模具预热温度60℃-80℃。
27、进一步地限定，步骤六中，梯度升温是在烘箱中进行的。
28、进一步地限定，步骤六中，梯度升温固化设定为：80℃-100℃下固化1.5h，升温至120℃-130℃，固化1.5h，再升温至140℃-160℃，固化2h。
29、本专利技术还可提供了上述任意方法制备的复合材料。
30、上述方法制得的3d bnm@ep/ep-cnts复合材料主要是用做电子封装领域，提高产品使用寿命。
31、本专利技术解决了导热填料量过大且与环氧树脂基体的相容性不好，导热系数增加同时增加界面热阻，影响复合材料的导热性能、介电性能等，限制电子封装领域应用，本专利技术构建三维导热网络互锁结构的导热填料可以更大程度提高复合材料的导热系数，同时提高电子封装材料的使用寿命。本专利技术以改性h-bn(bnm)、环氧树脂、光引发剂三芳基硫鎓盐类阳离子光引发剂1176为原料，避光搅拌获得打印油墨。再3d打印diw直写技术，利用压力挤出、逐层堆积原理，紫外光固化，设计并制备出三维bnm@ep导热网络，真空浸渍环氧树脂基体与不同质量分数的cnts(碳纳米管)混合胶液，经过高温梯度固化得到高导热3dbnm@ep/ep-cnts复合材料。3d打印技术可以有效控制导热填料的取向结构，cnts的加入可以减少片状h-bn网络间的空隙，提高网络结构取向度，增强导热网络完整性，且cnts本身具有高热导率。本专利技术复合材料在可以在提高热导率的同时并且保持一定的介电性能，这种新型复合材料主要用于电子封装领域，具有巨大的潜力，可以提高电子封装绝缘材料使用寿本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种静电直写式3D打印法构建3D BNm@EP/EP-CNTs复合材料的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，环氧树脂、光引发剂、稀释剂和片状改性六方氮化硼的质量比为100∶2∶1∶25，光引发剂为三芳基硫鎓盐类阳离子光引发剂1176；稀释剂为二甲苯。
3.根据权利要求1所述方法，其特征在于，步骤一中用十八烷基三甲基溴化铵对片状六方氮化硼改性。
4.根据权利要求1所述方法，其特征在于DIW3D打印技术的工艺参数：喷嘴的内径为0.3mm；打印速度为30mm/s；层厚为0.5mm；环境温度为室温。
5.根据权利要求1所述方法，其特征在于，紫外光固化的工艺参数：300w光效、波长365nm。
6.根据权利要求1所述方法，其特征在于，步骤一和步骤五所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂E51。
7.根据权利要求1所述方法，其特征在于，环氧树脂与固化剂的质量比为100：72，促进剂用量为环氧树脂和固化剂总质量的1％；碳纳米管占环氧树脂质量的0％-2％；固化剂为甲基六氢邻苯二甲酸酐，促进剂
8.根据权利要求1所述方法，其特征在于，模具预热温度为60℃-80℃。
9.根据权利要求1所述方法，其特征在于，梯度升温固化设定为：80℃-100℃下固化1.5h，升温至120℃-130℃，固化1.5h，再升温至140℃-160℃，固化2h。
10.一种权利要求1-9任意一项所述方法制备的复合材料。
...【技术特征摘要】
1.一种静电直写式3d打印法构建3d bnm@ep/ep-cnts复合材料的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，环氧树脂、光引发剂、稀释剂和片状改性六方氮化硼的质量比为100∶2∶1∶25，光引发剂为三芳基硫鎓盐类阳离子光引发剂1176；稀释剂为二甲苯。
3.根据权利要求1所述方法，其特征在于，步骤一中用十八烷基三甲基溴化铵对片状六方氮化硼改性。
4.根据权利要求1所述方法，其特征在于diw3d打印技术的工艺参数：喷嘴的内径为0.3mm；打印速度为30mm/s；层厚为0.5mm；环境温度为室温。
5.根据权利要求1所述方法，其特征在于，紫外光固化的工艺参数：300w光效、波长365n...
【专利技术属性】
技术研发人员：翁凌，陈可欣，刘晋明，关丽珠，张笑瑞，潘锐群，
申请(专利权)人：哈尔滨理工大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。