專利名稱：氮化硼粉體表面改性的方法、改性氮化硼及聚合物復合材料的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種簡便易行的氮化硼改性方法及其與聚合物復合材料的制備工藝，屬于聚合物基復合材料領域，改性氮化硼的方法簡易高效，其與聚合物復合的工藝成本低，綠色環保，是一種適合于規模化生產的復合材料制備工藝。
背景技術：
隨著微電子高密度組裝和集成技術的迅猛發展，電子設備的組裝密度得以迅速提高，這將導致單位面積產生的熱量急劇增加，從而導致電子元器件工作效率及使用壽命大幅降低。為了保證電子設備的正常運行，必須及時移除多余的熱量。因此，散熱問題已經成為了大規模集成電路所面臨的瓶頸問題之一 [I]Sato, K. ;Horibe, H. ; Shirai, T. ;Hotta, Y;Nakano, H. ; Nagai, H. ;Mitsuishi, K. ; Watari, K. J Mater Chem 2010, 20, 27·49 [2] Ting, J.Μ. ; Chen, Y. M. Carbon 2002, 40，359。目前，多采用熱沉來解決散熱問題。但由于電子元器件與熱沉表面的粗糙度不匹配，導致二者間存在空隙，界面熱阻增大。這將大大降低熱沉的散熱能力。所以，亟需一種高效的熱界面材料，使器件與熱沉緊密連接。因此要求其兼具電絕緣性，良好的熱導率及可加工性。聚合物材料是較好的選擇之一 [3]Sim，L. C. ;Ramanan, S.R. ; Ismail, H. ; Seetharamu, K. N. ;Goh, T. J. Thermochim Acta 2005,430, 155 [4]Huang, M.T. ;Ishida, H. J Polym Sci Pol Physl999，37，2360。而通常來說，聚合物材料的熱導率都很低，所以，如果能提高它的熱導率，將大大改善電子器件體系的散熱問題。在普通高分子中加入高導熱填料，是提高聚合物熱導率的有效途徑之一。在以往的報道中，出現過多種填料的研究，其中，氮化硼(h-BN)引起了我們的關注。它具有類石墨結構，具有低密度，高熱穩定性，高熱導率，低介電常數及化學惰性等優異的性能[5] Duan, J. ;Xue, R. S. ;Xu, Y F. ; Sun, C. JAm Ceram Soc 2008, 91, 2419 [6] Rao, C.N. R. ; Nag, A. ; Raidongia, K. ; Hembram, K. P. S. S. ; Datta, R. ;ffaghmare, U. V. Acs Nano2010,4,1539。在以往對BN的報道中，出現過對BN粉體納米管和納米片的研究。但通常情況下，利用BN粉體的添加量都很大(2(T78wt. %) [7] Zhou, ff. Y. ; Qi, S. H. ; Li, H.D. ; Shao, S. Y. Thermochim Acta 2007，452，36 [8] Hsu, S. L. C. ; Li, T. L. J Phys ChemB2010, 114，6825，以致于掩蓋了聚合物基體本身的特性。而BNNTs和BNNSs的制備很困難Zhi, C. Y. ; Bando, Y. ; Terao, T. ; Tang, C. C. ; Kuwahara, H. ; Golberg, D. Adv Funct Mater2009, 19, 1857 [9] Huang, Y. ; Lin, J. ; Bando, Y. ; Tang, C. C. ; Zhi, C. Y. ; Shi, Y. G. ; Takayama-Muromachi, Ε. ;Golberg, D. JMater Chem2010,20, 1007[10]Nakayama, Τ. ;Cho, H. B. ;Toko
i,Y. ; Endo, S. ; Tanaka, S. ; Suzuki, Τ. ; Jiang, ff. Η. ; Suematsu, Η. ; Niihara, K. Compos SciTechnol 2010，70，1681，且均為微量制備，成本很高。所以，亟需一種聚合物材料，使其兼具良好的可加工性，高熱導率以及可大規模生產。
發明內容
本發明的目的在于通過一種簡單易行的表面改性方法，將最常見的BN粉體進行表面改性，提高其與聚合物基體的相容性，解決BN與聚合物基體界面熱阻大的問題，并提供一種簡單易行，綠色環保，無毒無污染的高導熱絕緣聚合物基復合材料的制備方法。一個方面，本發明提供一種氮化硼粉體表面改性的方法，其以氮化硼納米粉體為原料，強氧化劑為改性劑，采用水熱制備工藝，對氮化硼進行表面改性以制得改性氮化硼。優選地，改性選用具有立方相或六方相，純度大于90%的氮化硼。氮化硼粉體粒徑優選為O. Γ5 μ m。且改性后的氮化硼純度仍大于90%。作為改性劑的強氧化劑，優選使用濃度大于20%的過硫酸銨、過氧化氫或稀硝酸等強氧化劑。氮化硼與濃度大于20%的強氧化劑的比例優選以Ig氮化硼用3. 3ι Γ100πι1的氧·化劑。混合氧化劑與氮化硼粉體，混合攪拌時間優選為f 2小時。此外，反應溫度優選為40°C 180°C。反應時間通常需要I 48小時。經本發明的方法改性后的氮化硼出現了新官能團，形貌與原始氮化硼無明顯差異，其與聚合物基體的相容性大大提高，解決了氮化硼與聚合物基體界面熱阻在的問題，并可以使聚合物的熱導率得到大幅度的提升。本發明另一方面，提供一種高導熱絕緣并具有良好可加工性的氮化硼/聚合物復合材料的制備方法，其通過在有機聚合物單體中添加O. 05"70vol. %的經本發明的方法改性的氮化硼，采用攪拌混合，然后再加入自由基聚合引發劑進行聚合反應，干燥得所述聚合物復合材料。該方法也稱為原位聚合法，其中改性氮化硼的添加量優選為O. 5 30vol. %。原位聚合法主要適用于自由基引發的聚合反應，優選適用于丙烯酸酯單體、苯乙烯或二乙烯基苯等有機聚合物單體的聚合，從而可制得具有良好可加工性的氮化硼/聚合物復合材料。另，本方法中優選地引發劑的加入量為相對于聚合物單體O. OOf 3wt. %。引發劑優選采用偶氮類或過氧化物等自由基聚合引發劑。此外，本方法的聚合反應時間優選在500C 300°C的恒溫溫度下進行，并攪拌，以混合物液體變粘稠時停止。攪拌時間一般為l(T300min。然后使所述粘稠的混合物液體于密封模具中在4(Tl20°C下干燥2 48小時，并自然冷卻至室溫后脫模即可得氮化硼/聚合物復合材料。本發明還提供另一種具有高導熱絕緣并具有良好可加工性的氮化硼/聚合物復合材料的制備方法，其通過在有機聚合物中添加O. 05^70vol. %的經本發明改性的氮化硼，采用攪拌混合，然后加入固化劑使聚合物固化，以此可制得所述氮化硼/聚合物復合材料。該方法也稱為物理混合法，其中改性氮化硼的添加量優選為O. 5^30vol. %。本方法主要適用于環氧樹脂、酚醛樹脂等聚合物材料，從而可制得良好可加工性的氮化硼/聚合物復合材料。另，本方法中固化劑的加入量優選地為相對于聚合物單體O. OOf 3wt. %。對于不同的聚合物，需選用不同的固化劑。對于環氧樹脂、酚醛樹脂，固化劑優選采用有機胺等。此夕卜，本方法的攪拌混合優選在30°C 100°C的恒溫溫度下進行，并攪拌使氮化硼均勻分散在聚合物溶液中。攪拌時間一般為l(T300min。固化劑加入后繼續攪拌是其溶解在聚合物中形成粘稠混合物。然后使所述粘稠的混合物液體于密封模具中在4(T200°C下干燥2 10小時，并自然冷卻至室溫后脫模即可得氮化硼/聚合物復合材料。本發明進一步提供另一種具有高導熱絕緣并具有良好可加工性的氮化硼/聚合物復合材料的制備方法，其采用在聚合物母粒或粉體中添加O. 05 70vol. %的經本發明改性的氮化硼，球磨混合，干燥得混合粉體，將所述粉體于模具中熱壓成型制得所述氮化硼/聚合物復合材料。該方法也稱為物理混合法，其中改性氮化硼的添加量優選為O. 5^30vol. %。此外，本方法優選適用于聚酰亞胺、聚乙烯醇、聚烯烴等熱塑性聚合物，從而可制得良好可加工性的氮化硼/聚合物復合材料。本方法中所述球磨混合優選采用不銹鋼或氧化鋯磨球、并在18(T560RPM下球磨3(Γ150分鐘。另外，本方法中的所述熱壓成型優選在4(T400°C，10-30MPa壓力下，并自然冷卻至室溫后脫模即可得氮化硼/聚合物復合材料。又，本發明還提供另一種具有高導熱絕緣并具有良好可加工性的氮化硼/聚合物復合材料的制備方法，其采用在聚合物母粒或粉體中添加O. 05 70vol. %的經本發明改性的氮化硼，通過螺桿擠出(注塑)機，混合加工成型。該方法也稱為物理混合法，其中改性氮化硼的添加量優選為0.5 30vol.%。此外，本方法優選適用于常見可通過擠出注塑成型的熱塑性聚合物材料，如聚丙烯酸酯、聚烯烴、不飽和聚酯樹脂等，從而可制得良好可加工性的氮化硼/聚合物復合材料。擠出或注塑工藝取決于相應的聚合物材料。例·如聚甲基丙烯酸甲酯優選工藝為主機螺桿轉速5. 5r/min，進料桿轉速3r/min，主機真空-0. 10 -O. 15MPa，機筒一段、二段、三段、合流芯段、機頭擠出段溫度分別設定155°C，170°C，180°C，160°C，165°C .擠出成型尺寸為15X55mm的片材或直接擠出成型。以上上述四種氮化硼/聚合物復合材料的制備方法，獲得的復合材料絕緣且具有高導熱性及良好的可加工性。其中，熱導率高于3. 9W/(m · k)。更優選地，其熱導率高于5. Off/(m · k)。所述熱導率較純聚合物可提高10倍以上，斷裂伸長率較純聚合物及原始氮化硼(未改性)以同樣方法制備的復合材料高十倍以上。本發明的方法適合制備任何形狀尺寸的高導熱絕緣塑料，并用于微電子高密度組裝集成電路中的熱界面及其他需要良好散熱性的場合，提高電子器件散熱效率，進而增加其使用壽命。本發明的優點在于原料簡單易得，成本較低；所需設備少，制備工藝簡單，且綠色環保，容易實現；改性后的氮化硼在聚合物基體中分散均勻，并大大提高了其與聚合物基體的相相容性，解決了 BN與聚合物基體界面熱阻很大的問題，使聚合物的熱導率得到了大幅度提升；所得的復合材料兼具絕緣高導熱及良好的可加工性。其熱導率高于5W/(m *k)，較純聚合物提高了 10倍以上，斷裂伸長率較純聚合物及原始氮化硼以同樣方法制備的復合材料高10倍以上。
圖I為氮化硼改性前后的紅外圖譜對比 圖2為PMMA、未改性BN/PMMA復合材料和本發明一個實施例中的改性BN/PMMA復合材料的熱導率對比 圖3為PMMA、未改性BN/PMMA復合材料和本發明一個實施例中的改性BN/PMMA復合材料的斷裂生長率對比圖。
具體實施例方式下面，參照說明書附圖，并結合下述實施方式進一步說明本發明，應理解，下述實施方式僅用于說明本發明，而非限制本發明。本發明首先用強氧化劑(過硫酸銨、過氧化氫、稀硝酸等)對最常見的BN粉體進行了表面改性，大大提高了其與聚合物基體的相相容性，解決了 BN與聚合物基體界面熱阻很大的問題，使聚合物的熱導率得到了大幅度提升。本發明所采用的制備復合材料的方法簡單易行，綠色環保，無毒無污染，解決了傳統方法中需要添加大量溶劑從而造成嚴重浪費和污染的問題，所得的復合材料兼具絕緣高導熱及良好的可加工性。關于氮化硼粉體的表面改性，本發明以氮化硼粉體為原料，強氧化劑為改性劑，采用水熱制備工藝，對氮化硼進行表面改性以制得改性氮化硼。在一個實施例中，將氮化硼與強氧化劑以Ig氮化硼與3. 3mf IOOml強氧化劑溶液進行混合，攪拌f 2h ;將混合物放入密封反應釜中加熱至40°C 180°C，攪拌48h，冷卻，洗滌過濾后，放入烘箱干燥l(T48h，即得到改性氮化硼粉體。作為改劑用的氮化硼，可以選擇具有立方相或六方相，純度大于90%的氮化硼。且改性后的氮化硼純度仍大于90%。氮化硼粉體粒徑優選為O. Γδμπι.作為改性劑的強氧化劑，可以選擇濃度大于20%的過硫酸銨、過氧化氫或稀硝酸等強氧化劑。·關于本發明的原位聚合反應法制備高導熱絕緣并具有良好可加工性的氮化硼/聚合物復合材料，本發明通過在有機聚合物單體(如丙烯酸酯單體、苯乙烯、二乙烯基苯等)中添加O. 05^70vol. %的經本發明的方法改性的氮化硼，采用攪拌混合，然后再加入自由基聚合引發劑(如偶氮類、過氧化物等)通過加熱或光輻照等進行聚合，干燥得所述聚合物復合材料。在一個實施例中，將O. 05^70vol. %的改性氮化硼與單體攪拌混合，加入O. 00Γ3 . %的與聚合物單體相對應的引發劑；將混合物在50°C 300°C的恒溫溫度下進行攪拌，攪拌時間為l(T300min，至混合物液體變粘稠時停止；將粘稠的混合物液體倒入所需形狀尺寸的模具中密封，放入4(T120°C的烘箱中干燥2 48h后，自然冷卻至室溫后脫模即可得本發明的改性氮化硼/聚合物復合材料。本方法中的單體是指各種聚合物所對應的單體，在一個實施例中選擇純度大于90%的單體作為原料。關于引發劑，在一個實施例中選擇其純度大于90%。所得的復合材料絕緣且具有高導熱性及良好的可加工性，其中，熱導率高于5W/(m · k)，較純聚合物提高了 10倍以上，斷裂伸長率較純聚合物及原始氮化硼以同樣方法制備的復合材料高10倍以上。關于本發明的物理混合法I制備高導熱絕緣并具有良好可加工性的氮化硼/聚合物復合材料，通過在樹脂類聚合物(如環氧樹脂、酚醛樹脂等)中添加O. 05^70vol. %的經本發明改性的氮化硼，采用攪拌混合，然后加入固化劑(如有機胺等)使樹脂固化，以此可制得所述氮化硼/聚合物復合材料。在一個實施例中，將O. 05 70vol. %的改性氮化硼與聚合物攪拌混合，加入O. 00Γ3 . %的與聚合物相對應的固化劑；將混合物在30°C 100°C的恒溫溫度下進行攪拌，攪拌時間為l(T300min，使氮化硼均勻分散在聚合物溶液中；加入固化齊U，繼續攪拌是之溶解在聚合物中；將粘稠的混合物液體倒入所需形狀尺寸的模具中密封，放入4(T200°C的烘箱中固化2 10h后，自然冷卻至室溫后脫模即可。本方法所用固化劑為各種聚合物所對應的固化劑，在一個實施例中選擇純度大于90%的固化劑。關于本發明的物理混合法2制備高導熱絕緣并具有良好可加工性的氮化硼/聚合物復合材料，采用在聚合物母粒或粉體(如聚酰亞胺、聚乙烯醇、聚烯烴等)中添加O. 05^70vol. %的經本發明改性的氮化硼，球磨混合，干燥得混合粉體，將所述粉體于模具中熱壓成型制得所述氮化硼/聚合物復合材料。在一個實施例中，將O. 05^70vol. %的改性氮化硼與聚合物母粒或粉體攪拌混合，加入球磨罐中，以不銹鋼或氧化鋯磨球在18(T560RPM下球磨3(Γ150分鐘；將混合均勻的粉體倒入所需形狀尺寸的模具中，在4(T40(TC，10-30MPa壓力下熱壓成型，自然冷卻至室溫后脫模即可得氮化硼/聚合物復合材料。關于本發明的物理混合法3制備高導熱絕緣并具有良好可加工性的氮化硼/聚合物復合材料，采用在聚合物母粒或粉體(如聚丙烯酸酯、聚乙烯醇、聚烯烴等)中添加O. 05 70vol. %的經本發明改性的氮化硼，通過螺桿擠出(注塑)機或普通擠出、注射、注塑工藝,混合加工成型。應理解,可通過擠出注塑成型的熱塑性聚合物材料均可適用本方法,如聚丙烯酸酯、聚烯烴、不飽和聚酯樹脂等。在一個實施例中，首先，將O. 05^70vol. %的改性氮化硼與聚甲基丙烯酸甲酯母粒或粉體攪拌混合后，通過普通螺桿擠出機擠出；其中主機螺桿轉速5. 5r/min，進料桿轉速3r/min，主機真空_(λ 10 -O. 15MPa，機筒一段、二段、三段、合流芯段、機頭擠出段溫度分別設定155°C，170°C，180°C，160°C，165°C .擠出成型尺寸為15X55mm的片材或直接擠出成型。
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在本發明的一個優選實施例中，通過本發明的方法制備的氮化硼/聚合物復合材料熱導率高于3.91/(111*10。而在另一個實施例中，其熱導率高于5. OW/(m*k)。熱導率較純聚合物可提高10倍以上，斷裂伸長率較純聚合物及原始氮化硼(未改性)以同樣方法制備的復合材料高十倍以上。以下進一步例舉實施例，應理解，其僅用于說明本發明，而非限制本發明。實施例I
將20g BN加入200ml O. IM過硫酸銨溶液中，攪拌Ih后，將混合物移入密閉反應釜中加熱至100°C，攪拌48h，冷卻，洗滌過濾后，放入烘箱干燥24h，得到的改性氮化硼粉體出現了新的官能團，如圖I所示，且在聚合物基體中分散均勻。實施例2
將40g BN加入600ml 30%過氧化氫中，攪拌2h后，將混合物移入密閉反應釜中加熱至120°C，攪拌24h，冷卻，洗滌過濾后，放入烘箱干燥48h，得到的改性氮化硼粉體出現了新的官能團，且在聚合物基體中分散均勻。實施例3
將IOOg BN加入4600ml 30%過氧化氫中，攪拌2h后，將混合物移入密閉反應釜中加熱至140°C，攪拌48h，冷卻，洗滌過濾后，放入烘箱干燥48h，得到的改性氮化硼粉體出現了新的官能團，且在聚合物基體中分散均勻。實施例4
將60g BN加入1200ml O. IM稀硝酸中，攪拌24h后，將混合物移入密閉反應釜中加熱至60°C，攪拌2h，冷卻，洗滌過濾后，放入烘箱干燥48h，得到的改性氮化硼粉體出現了新的官能團，且在聚合物基體中分散均勻。實施例5
為制備lwt%BN/聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)復合材料，將O. 5g的改性氮化硼加入50g甲基丙烯酸甲酯中攪拌混合，加入O. 056mg偶氮二異丁氰為引發劑，將混合物在90°C的恒溫溫度下進行攪拌，攪拌時間為60min，將混合物液體倒入模具中密封，放入50°C的烘箱中干燥48h后，自然冷卻至室溫后脫模。測試可知所得的復合材料絕緣，且熱導率高達I. 15W/(m · k)(采用德國NETZSCH公司LFA 447導熱儀測試)(如圖2所示)，斷裂伸長率高達68%(采用Instron-5592測試，測試條件按國標GB/T 1040-92塑料拉伸性能試驗方法進行)(如圖3所示。復合材料中改性氮化硼約占O. 5vol%。實施例6
為制備10wt%BN/環氧樹脂復合材料，將5g的改性氮化硼加入50g環氧樹脂中攪拌混合，加入對應的環氧樹脂固化劑，將混合物在90°C的恒溫溫度下進行攪拌，攪拌時間為80min，加入固化劑，繼續攪拌使之溶解在聚合物中。將粘稠的混合物液體倒入模具中密封，放入90°C的烘箱中干燥48h后，自然冷卻至室溫后脫模。所得的復合材料絕緣，且熱導率高達2. 09W/ (m · k)，斷裂伸長率高達213%。復合材料中改性氮化硼約占5vol%。實施例7
為制備20wt%BN/聚乙烯醇復合材料，將IOg的改性氮化硼加入400ml 10%聚乙烯醇溶·液中攪拌混合60min，將混合物液體倒入模具中，放入50°C的烘箱中干燥48h后，自然冷卻至室溫后脫模。所得的復合材料絕緣，且熱導率高達2. 85W/ (m-k),斷裂伸長率高達540%。復合材料中改性氮化硼約占10vol%。實施例8
為制備20wt%BN/聚乙烯醇復合材料，將IOg的改性氮化硼加入40g聚乙烯醇粉體中攪拌混合，加入球磨罐中，魔球可以是不銹鋼、氧化鋯等。球磨罐在液氮中冷凍后迅速在230RPM下球磨30分鐘，將混合均勻的粉體倒入所需形狀尺寸的模具中，在100°C，30MPa壓力下熱壓成型，自然冷卻至室溫后脫模。所得的復合材料絕緣，且熱導率高達3.94W/(m · k)，斷裂伸長率高達480%。復合材料中改性氮化硼約占10vol%。實施例9
為制備60wt%BN/聚酰亞胺復合材料，將30g的改性氮化硼加入20g聚酰亞胺粉體中攪拌混合，加入球磨罐中，以不銹鋼磨球在230RPM下球磨30分鐘,將混合均勻的粉體倒入所需形狀尺寸的模具中，在300°C，30MPa壓力下熱壓成型，自然冷卻至室溫后脫模。所得的復合材料絕緣，且熱導率高達7. 9ff/(m · k)。復合材料中改性氮化硼約占30vol%本發明將改性氮化硼通過原位聚合、物理混合等方法引入到熱塑性和熱固性聚合物制得氮化硼/聚合物復合材料。改性氮化硼的引入顯著地改進了有機聚合物的熱導性能，同時保持了很好的可加工性及柔韌性。本發明的方法適合制備任何形狀尺寸的高導熱絕緣塑料，可應用于需要良好散熱性的場合，如電子行業等，以提高電子器件散熱效率，進而增加其使用壽命。
權利要求
1.一種氮化硼粉體表面改性的方法，其特征在于，以氮化硼納米粉體為原料，強氧化劑為改性劑，采用水熱制備工藝，對氮化硼進行表面改性以制得改性氮化硼。
2.根據權利要求I所述的氮化硼粉體表面改性的方法，其特征在于，所述氮化硼為立方相或六方相，粉體粒徑為O. I、μ m,純度大于90%。
3.根據權利要求I或2所述的氮化硼粉體表面改性的方法，其特征在于，所述強氧化劑為過硫酸銨、過氧化氫或稀硝酸。
4.根據權利要求I至3中任一項所述的氮化硼粉體表面改性的方法，其特征在于，氮化硼與濃度大于20%的強氧化劑以Ig氮化硼3. 3πιΓ 00πι1氧化劑進行混合；所述改性反應溫度為400C 180°C，反應時間為Γ48小時。
5.一種改性氮化硼，其特征在于是根據權利要求I至4中任一項所述的氮化硼粉體表面改性的方法制備而成。
6.一種氮化硼/聚合物復合材料的制備方法，其特征在于，在聚合物單體中添加O.05 70vol. %的根據權利要求5的改性氮化硼、攪拌混合，并加入自由基聚合引發劑進行聚合反應，干燥得所述氮化硼/聚合物復合材料。
7.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，加入O.00Γ3 . %的與聚合物單體相對應的引發劑。
8.根據權利要求6或7所述的方法，其特征在于，所述反應溫度為50°C^300oC，反應時間為l(T300min，得粘稠混合物液體。
9.根據權利要求6至8中任一項所述的方法，其特征在于，使所述粘稠的混合物液體于密封模具中，在4(Tl20°C下干燥2 48小時，并自然冷卻至室溫。
10.根據權利要求6至9中任一項所述的方法，其特征在于，所述有機聚合物單體為丙烯酸酯單體、苯乙烯或二乙烯基苯。
11.根據權利要求6至10中任一項所述的方法，其特征在于，所述自由基聚合引發劑為偶氮類或過氧化物。
12.—種氮化硼/聚合物復合材料，其特征在于根據權利要求6至11中任一項所述的方法制備。
13.一種氮化硼/聚合物復合材料的制備方法，其特征在于，在聚合物中添加O.05^70vol. %的根據權利要求5的改性氮化硼、攪拌混合，并加入固化劑使樹脂固化，制得所述氮化硼/聚合物復合材料。
14.根據權利要求13所述的方法，其特征在于，加入O.00Γ3 . %的與聚合物相對應的固化劑。
15.根據權利要求13或14所述的方法，其特征在于，將混合物在30°C 100°C的恒溫溫度下進行攪拌，攪拌時間為l(T300min，使氮化硼均勻分散在聚合物溶液中，得粘稠混合物液體。
16.根據權利要求13至15中任一項所述的方法，其特征在于，使所述粘稠混合物液體于密封模具中，在4(T200 °C下固化2 10小時，并自然冷卻至室溫。
17.一種氮化硼/聚合物復合材料，其特征在于根據權利要求13到16中任一項所述的方法制備。
18.一種氮化硼/聚合物復合材料的制備方法，其特征在于，在聚合物母粒或粉體中添加O. 05 70vol. %的根據權利要求5的改性氮化硼，球磨混合，干燥得混合粉體,將所述粉體于模具中熱壓成型制得所述氮化硼/聚合物復合材料。
19.根據權利要求18所述的方法，其特征在于，以不銹鋼或氧化鋯磨球在18(T560RPM下球磨3(Tl50分鐘。
20.根據權利要求18或19所述的方法，其特征在于，在4(T400°C，10_30MPa壓力下熱壓成型，自然冷卻至室溫后脫模。
21.根據權利要求18至20中任一項所述的方法，其特征在于，所述聚合物為聚酰亞胺、聚乙烯醇或聚烯烴。
22.—種氮化硼/聚合物復合材料，其特征在于根據權利要求18到21中任一項所述的方法制備。
23.一種氮化硼/聚合物復合材料的制備方法，其特征在于，在聚合物母粒或粉體中添加O. 05 70vol. %的根據權利要求5的改性氮化硼，通過螺桿擠出機，混合加工成型。
24.根據權利要求23所述的方法，其特征在于，所述聚合物為聚酰亞胺、聚乙烯醇或聚烯烴。
25.一種氮化硼/聚合物復合材料，其特征在于根據權利要求23到24中任一項所述的方法制備。
全文摘要
本發明涉及一種氮化硼粉體表面改性的方法、改性氮化硼及聚合物復合材料，所述方法以氮化硼納米粉體為原料，強氧化劑為改性劑，采用水熱制備工藝，對氮化硼進行表面改性以制得改性氮化硼。本發明原料簡單易得，成本較低；制備工藝簡單，且綠色環保；改性后的氮化硼在聚合物基體中分散均勻，并大大提高了其與聚合物基體的相相容性，解決了BN與聚合物基體界面熱阻很大的問題，使聚合物的熱導率得到了大幅度提升；所得的復合材料兼具絕緣高導熱及良好的可加工性。
文檔編號C08K3/38GK102786815SQ20121029060
公開日2012年11月21日 申請日期2012年8月15日 優先權日2012年8月15日
發明者張國軍, 謝濱歡, 黃曉 申請人:中國科學院上海硅酸鹽研究所