本文關(guān)鍵詞：導(dǎo)熱阻燃環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料的制備

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【摘要】：在電子封裝領(lǐng)域,由于電子產(chǎn)品的集成度、工作頻率和功率日益增加,制備兼具導(dǎo)熱、阻燃、力學(xué)和加工性能等綜合性能優(yōu)異的高分子復(fù)合材料,已經(jīng)成為科學(xué)研究的重點(diǎn)領(lǐng)域和實(shí)際應(yīng)用的迫切需求。環(huán)氧樹(shù)脂(EP)具有優(yōu)異的綜合性能,如耐熱性能、電絕緣性能、力學(xué)性能等,且易于改性和加工,特別適用于制備綜合性能優(yōu)異的封裝材料。本文通過(guò)在EP中加入添加型阻燃劑和填充型導(dǎo)熱填料以賦予優(yōu)異的導(dǎo)熱和阻燃性能。本文采用γ-(2,3-環(huán)氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷(KH560)表面改性氮化硼(BN-KH560),采用濃HNO3羧基化處理多璧碳納米管(MWNTs-COOH),以BN-KH560為主要導(dǎo)熱填料,加入少量MWNTs-COOH,可以更加有效提高環(huán)氧樹(shù)脂的導(dǎo)熱性能和彌補(bǔ)力學(xué)性能的損失,以29wt%BN-KH560和1 wt%MWNTs-COOH填充改性環(huán)氧樹(shù)脂,復(fù)合材料導(dǎo)熱率達(dá)到了1.08W/m·K,拉伸強(qiáng)度為50.6MPa,無(wú)缺口沖擊強(qiáng)度13.2kJ/m2,彎曲強(qiáng)度為87.8MPa,玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)由194.2℃提高到211.5℃,導(dǎo)熱協(xié)同作用明顯,且力學(xué)性能良好。利用六氯環(huán)三磷腈(HCCP)、對(duì)羥基苯甲醛和9,10-二氫-9-氧雜-10-磷雜菲-10-氧化物(DOPO)的反應(yīng)合成了一種具有磷腈和磷雜菲結(jié)構(gòu)的六對(duì)DOPO羥甲基苯氧基環(huán)三磷腈(HCCP-DOPO)無(wú)鹵高效阻燃劑,其具有分子內(nèi)協(xié)效阻燃作用。用于環(huán)氧樹(shù)脂中添加量為9.3wt%(P含量為1.2%)時(shí),所得環(huán)氧復(fù)合材料達(dá)到UL 94 V-0,LOI值達(dá)到了33.1%,而且錐形量熱測(cè)試中,PHRR為499kJ/m2,降低至純EP體系的55%,THR為91MJ/m2,TSR為5296m2/m2,同時(shí)導(dǎo)熱率達(dá)到0.28W/m·K,提高了47.4%,且基本保持了純EP體系優(yōu)異的力學(xué)性能和熱性能。采用MWNTs-COOH和BN-KH560復(fù)配導(dǎo)熱,以HCCP-DOPO為阻燃劑改性環(huán)氧樹(shù)脂,具有協(xié)效導(dǎo)熱作用,當(dāng)BN-KH560添加量為29wt%,MWNTs-COOH為1wt%,HCCP-DOPO為7.7wt%(P含量為1.0%)時(shí),復(fù)合材料就能達(dá)到UL 94 V-0,LOI值達(dá)到了42.5%,同時(shí)導(dǎo)熱率達(dá)到1.19W/m·K,Tg為210.5℃,提高了8.3%,拉伸強(qiáng)度為51.3MPa,無(wú)缺口沖擊強(qiáng)度為12.5kJ/m2,同時(shí)基本保持了EP優(yōu)異的力學(xué)性能和熱性能。
【關(guān)鍵詞】：環(huán)氧樹(shù)脂 導(dǎo)熱 阻燃 氮化硼 環(huán)三磷腈
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TB33
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第一章 緒論11-24
• 1.1 研究背景11
• 1.2 環(huán)氧樹(shù)脂概述11-13
• 1.2.1 環(huán)氧樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)和性能11-12
• 1.2.2 環(huán)氧樹(shù)脂的固化12-13
• 1.3 氮-磷系添加型阻燃聚合物的研究概述13-16
• 1.3.1 氮-磷系阻燃劑的阻燃機(jī)理13-14
• 1.3.2 氮-磷系添加型阻燃劑研究進(jìn)展14-16
• 1.4 填充型導(dǎo)熱聚合物的研究概述16-22
• 1.4.1 填充型導(dǎo)熱聚合物的導(dǎo)熱機(jī)理18
• 1.4.2 填充型導(dǎo)熱聚合物的理論導(dǎo)熱模型18-20
• 1.4.3 填充型導(dǎo)熱聚合物的導(dǎo)熱率的影響因素20-22
• 1.5 本論文的研究目的與研究?jī)?nèi)容22-24
• 1.5.1 研究目的22
• 1.5.2 研究?jī)?nèi)容22-24
• 第二章 填充型導(dǎo)熱環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料的制備24-45
• 2.1 前言24
• 2.2 實(shí)驗(yàn)部分24-29
• 2.2.1 實(shí)驗(yàn)原料以及實(shí)驗(yàn)設(shè)備24-25
• 2.2.2 MWNTs的酸化與BN的表面改性25-26
• 2.2.3 EP/BN導(dǎo)熱復(fù)合材料的制備26-27
• 2.2.4 EP/MWNTs導(dǎo)熱復(fù)合材料的制備27
• 2.2.5 EP/MWNTs/BN導(dǎo)熱復(fù)合材料的制備27
• 2.2.6 測(cè)試與表征27-29
• 2.3 結(jié)果與討論29-44
• 2.3.1 MWNTs-COOH的表征與分析29-31
• 2.3.2 BN-KH560的表征與分析31-32
• 2.3.3 EP/BN導(dǎo)熱復(fù)合材料32-38
• 2.3.4 EP/BN/MWNTs導(dǎo)熱復(fù)合材料38-44
• 2.4 本章小結(jié)44-45
• 第三章 添加型阻燃環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料的制備45-58
• 3.1 前言45
• 3.2 實(shí)驗(yàn)部分45-49
• 3.2.1 實(shí)驗(yàn)原料以及實(shí)驗(yàn)設(shè)備45-46
• 3.2.2 六對(duì)DOPO羥甲基苯氧基環(huán)三磷腈（HCCP-DOPO）的合成46-47
• 3.2.3 EP/HCCP-DOPO阻燃復(fù)合材料的制備47-48
• 3.2.4 測(cè)試與表征48-49
• 3.3 結(jié)果與討論49-56
• 3.3.1 HCCP-DOPO的表征與分析49-51
• 3.3.2 EP/HCCP-DOPO阻燃復(fù)合材料51-56
• 3.4 本章小結(jié)56-58
• 第四章 導(dǎo)熱阻燃環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料的制備58-67
• 4.1 前言58
• 4.2 實(shí)驗(yàn)部分58-60
• 4.2.1 實(shí)驗(yàn)原料以及實(shí)驗(yàn)設(shè)備58-59
• 4.2.2 EP/BN/MWNTs/HCCP-DOPO導(dǎo)熱阻燃復(fù)合材料的制備59
• 4.2.3 測(cè)試與表征59-60
• 4.3 結(jié)果與討論60-65
• 4.3.1 EP/BN/MWNTs/HCCP-DOPO復(fù)合材料的熱性能60-61
• 4.3.2 EP/BN/MWNTs/HCCP-DOPO復(fù)合材料的LOI和UL 94測(cè)試61
• 4.3.3 EP/BN/MWNTs/HCCP-DOPO復(fù)合材料的導(dǎo)熱性能61-62
• 4.3.4 EP/BN/MWNTs/HCCP-DOPO復(fù)合材料的力學(xué)性能62-63
• 4.3.5 EP/BN/MWNTs/HCCP-DOPO復(fù)合材料的強(qiáng)制燃燒行為63-65
• 4.4 本章小結(jié)65-67
• 結(jié)論67-68
• 參考文獻(xiàn)68-73
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果73-74
• 致謝74-75
• 附件75

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