【摘 要】
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环氧树脂因其粘结性好,力学性能高和介电性能优异等特点,常被用来作为电子封装胶的基体。然而环氧树脂导热性能差,难以满足电子封装胶对导热性能的要求,故此需要对其进行导热改性。添加型导热改性是提高环氧树脂导热性最有效的方式之一。氮化硼是一种导热绝缘填料,可赋予环氧树脂优良的导热性,但是其与环氧树脂的相容性差,在环氧树脂中难以分散,这限制了其在环氧树脂中的应用。而石墨烯因其独特的二维结构也被广泛的应用于提
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环氧树脂因其粘结性好,力学性能高和介电性能优异等特点,常被用来作为电子封装胶的基体。然而环氧树脂导热性能差,难以满足电子封装胶对导热性能的要求,故此需要对其进行导热改性。添加型导热改性是提高环氧树脂导热性最有效的方式之一。氮化硼是一种导热绝缘填料,可赋予环氧树脂优良的导热性,但是其与环氧树脂的相容性差,在环氧树脂中难以分散,这限制了其在环氧树脂中的应用。而石墨烯因其独特的二维结构也被广泛的应用于提升材料导热性的领域,但是其优良的导电性,限制了复合材料的介电性能。基于此,本论文通过化学改性氮化硼和石墨烯,并将其进一步应用于改性导热环氧树脂。主要研究内容如下:（1）通过高温剥离的方式将商业化六方氮化硼进行化学改性,引入羟基,得到羟基化六方氮化硼,接着让羟基化六方氮化硼和硅烷偶联剂KH560反应,得到硅烷偶联剂KH560改性的氮化硼。将改性后的两种氮化硼加入环氧树脂中制备复合材料,研究结果表明,相比于纯环氧树脂,添加4wt%羟基化六方氮化硼,让环氧树脂的导热性能提高,导热系数从纯环氧树脂的0.24 W·m-1·K-1提高到0.63W·m-1·K-1;介电性能变好,介电常数减小到1.5以下;电阻值从9.17×107Ω减小到6.4×107 Ω,性能增加;粘结强度增加从7.32 MPa到7.70MPa。相比于纯环氧树脂,添加4wt%硅烷偶联剂改性的六方氮化硼,导热系数从0.24 W·m-1·K-1增加到0.68W·m-1·K-1;介电性能变好;电阻值减小到6.7×107Ω,绝缘性能增加;粘结强度增加到7.94 MPa。（2）利用正硅酸乙酯水解法,在石墨烯表面包覆一层二氧化硅颗粒,形成绝缘层,让石墨烯发挥导热性的同时电绝缘,将改性前后的石墨烯加入到环氧树脂中,研究结果表明,相较于纯环氧树脂,添加4wt%的未改性石墨烯可以将环氧树脂热导率从0.24 W·m-1·K-1提高到0.62 W·m-1·K-1,热导率提高,但是电阻值减小到3.3×107 Ω,绝缘性变差。相较于未改性石墨烯,加入4wt%二氧化硅包覆的石墨烯到环氧树脂中,可以使电阻值增大到6.6×107 Ω,绝缘性变好,并且随着二氧化硅含量的增加,电阻值逐渐增大到7.9×107Ω,绝缘性越来越好。相较于加入未改性石墨烯的环氧树脂介电常数为6以下,加入二氧化硅改性的石墨烯的介电常数逐渐降低到4以下,介电性能增强。相较于纯环氧树脂,加入未改性石墨烯和改性石墨烯后复合材料的粘结强度都增加。
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