本發(fā)明屬于熱界面材料領(lǐng)域，更具體地，涉及一種環(huán)氧樹脂導(dǎo)熱復(fù)合材料及其制備與應(yīng)用。

背景技術(shù)：

如今電子產(chǎn)品的使用正在變得越來越普遍，同時也朝著微型化的方向發(fā)展，其應(yīng)用時會產(chǎn)生大量的熱量，電子器件溫度的升高對壽命、效率以及耗能方面都會有非常大的影響，因此提高散熱能力成為研究工作的熱點。具有高散熱性能的導(dǎo)熱絕緣封裝材料是提高電子元器件工作穩(wěn)定性和使用壽命的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。塑料封裝以其優(yōu)良的電絕緣性能、加工性能與成本優(yōu)勢廣泛應(yīng)用于熱界面材料及電子封裝領(lǐng)域，其中環(huán)氧樹脂由于具有收縮率低、粘結(jié)性能好、耐腐蝕性能好等優(yōu)點，占塑料封裝材料的90％以上。然而環(huán)氧樹脂導(dǎo)熱性能差，造成電子元件散熱困難，容易老化，使用壽命短。

向環(huán)氧樹脂中添加高熱導(dǎo)率的無機填料(如氧化鋁、氮化鋁、氮化硼、氧化鎂)可以有效的提高基體材料的熱導(dǎo)率。但通常需要在很高的填充量才能明顯提高復(fù)合材料熱導(dǎo)率。無機填料的高填充量導(dǎo)致了復(fù)合材料的力學(xué)性能和加工性能大幅下降。具體而言，這將導(dǎo)致環(huán)氧樹脂復(fù)合體系的高粘度，難以有效地進(jìn)行電子元器件的封裝。

在這種背景下，研究一種具有低粘度和高導(dǎo)熱特性的環(huán)氧樹脂基復(fù)合材料便有重大的科學(xué)和實用價值。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或改進(jìn)需求，本發(fā)明的目的在于提供一種環(huán)氧樹脂導(dǎo)熱復(fù)合材料及其制備與應(yīng)用，其中通過對該環(huán)氧樹脂導(dǎo)熱復(fù)合材料內(nèi)關(guān)鍵的導(dǎo)熱填料結(jié)構(gòu)、以及添加量等進(jìn)行改進(jìn)，并采用相應(yīng)的制備方法，與現(xiàn)有技術(shù)相比能夠有效解決環(huán)氧樹脂復(fù)合材料導(dǎo)熱性能不佳，粘度高等的問題，通過不同種類和形貌的導(dǎo)熱填料復(fù)合添加，制備兼具低粘度和高導(dǎo)熱特性的環(huán)氧樹脂基導(dǎo)熱復(fù)合材料；該環(huán)氧樹脂導(dǎo)熱復(fù)合材料內(nèi)的無機填料添加量低至5％至20％的體積比，而導(dǎo)熱系數(shù)卻不低于0.91W/m·K，在30℃下其黏度小于20Pa·s，導(dǎo)熱性好，粘度低，確保了該復(fù)合材料良好的力學(xué)性能和加工性能制備，尤其適用于作為電子封裝材料。

為實現(xiàn)上述目的，按照本發(fā)明的一個方面，提供了一種環(huán)氧樹脂導(dǎo)熱復(fù)合材料，其特征在于，在環(huán)氧樹脂中分散有體積比例5％至20％的無機填料，所述無機填料包括二維片層無機填料和球形無機填料。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)選，所述二維片層無機填料的平均粒徑在10微米至40微米之間，所述球形無機填料的平均粒徑在5微米至40微米之間。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)選，所述二維片層無機填料與所述球形無機填料的體積比在4:1至1:1之間。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)選，所述無機填料為氧化鋁、氮化硼、氮化鋁、氧化鎂、氧化鋅、二氧化硅中的至少一種。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)選，所述環(huán)氧樹脂為雙酚A型或雙酚F型環(huán)氧樹脂。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)選，所述環(huán)氧樹脂導(dǎo)熱復(fù)合材料的導(dǎo)熱系數(shù)不低于0.91W/m·K，在30℃下其黏度小于20Pa·s。

按照本發(fā)明的另一方面，本發(fā)明提供了制備如上述環(huán)氧樹脂導(dǎo)熱復(fù)合材料的方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)將二維片層無機填料和球形無機填料按4:1至1:1的體積比進(jìn)行配料，充分干燥后均勻混合，得到混合填料；

(2)將步驟(1)中的混合填料添加到環(huán)氧樹脂中，均勻分散，脫氣泡后固化，即得到所述環(huán)氧樹脂導(dǎo)熱復(fù)合材料。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)選，所述步驟(2)中，所述均勻分散是采用超聲分散和高速攪拌的方法，使得所述混合填料均勻分散于環(huán)氧樹脂基體材料中；優(yōu)選的，所述高速攪拌所采用的轉(zhuǎn)速不低于1000轉(zhuǎn)每分鐘。

按照本發(fā)明的又一方面，本發(fā)明提供了上述環(huán)氧樹脂導(dǎo)熱復(fù)合材料作為電子封裝材料的應(yīng)用。

總體而言，通過本發(fā)明所構(gòu)思的以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，能夠取得下列有益效果：

(1)本發(fā)明提供的二維片層無機填料和球形無機填料改性環(huán)氧樹脂復(fù)合材料，由于球形填料在基體中有更好的流動性，球形填料加入后能有效降低復(fù)合體系粘度，從而在提高體系熱導(dǎo)率的同時降低了環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的粘度。

本發(fā)明所采用的二維片層無機填料，平均粒徑在10微米至40微米之間(即，二維片層無機填料的片層平面上最大長度在10微米至40微米之間)，該二維片層無機填料的厚度至少需要小于片層平面的長度和寬度一個數(shù)量級，例如可以為100nm至800nm。

(2)本發(fā)明提供的二維片層無機填料和球形無機填料改性環(huán)氧樹脂復(fù)合材料，由于不同形貌的填料以合適的比例混合后填充到環(huán)氧樹脂中，優(yōu)化了體系填料的分散性，從而降低了復(fù)合體系的粘度，提高了加工性能。

(3)本發(fā)明提供的二維片層無機填料和球形無機填料改性環(huán)氧樹脂復(fù)合材料，二維片層無機填料主要是構(gòu)筑導(dǎo)熱通道形成導(dǎo)熱網(wǎng)絡(luò)，球形填料的加入，表現(xiàn)出了明顯的協(xié)同效應(yīng)，提高了填料與環(huán)氧樹脂基體間的相互作用，在構(gòu)建有效的導(dǎo)熱閾滲網(wǎng)絡(luò)的同時降低了體系粘度，實現(xiàn)導(dǎo)熱性能大幅提高。

(4)本發(fā)明提供的所述復(fù)合材料制備方法，步驟簡單，反應(yīng)條件溫和，適合工業(yè)大規(guī)模生產(chǎn)。

(5)本發(fā)明提供的二維片層無機填料和球形無機填料改性環(huán)氧樹脂復(fù)合材料，應(yīng)用于熱界面材料，能加強導(dǎo)熱性，提交熱交換效率。尤其適合于電子封裝材料，例如用于集成電路板封裝等，可在保證加工性能的前提下，大幅改善電子元件散熱性能，延緩電子元件熱老化并保證其工作穩(wěn)定性，從而延長電子產(chǎn)品的使用壽命。

優(yōu)選方案，通過調(diào)整二維片層無機填料和球形無機填料的混合比例，調(diào)整所述復(fù)合材料的加工性能和導(dǎo)熱性能。

優(yōu)選方案，通過調(diào)節(jié)環(huán)氧樹脂和固化劑類型，調(diào)整所述復(fù)合材料的固化條件，從而滿足不同施工場所的特殊要求。

優(yōu)選方案，通過選擇不同類型的環(huán)氧樹脂，使得所述復(fù)合材料具有不同的加工性能和物化性能，滿足不同的工業(yè)要求。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實施例1、2、4、5、6、7中37微米氮化硼片和40微米球形氧化鋁按不同配比得到的環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的粘度對比圖；

圖2是本發(fā)明實施例1、2、3、7中37微米氮化硼片和40微米球形氧化鋁按不同配比得到的環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的粘度對比圖；

圖3是本發(fā)明實施例1、2、3、4、5、6、7中37微米氮化硼片和40微米球形氧化鋁按不同配比得到的環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的熱導(dǎo)率對比圖；

圖4是本發(fā)明實施例7中37微米氮化硼片和40微米球形氧化鋁環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的斷面掃描電鏡圖。

具體實施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。此外，下面所描述的本發(fā)明各個實施方式中所涉及到的技術(shù)特征只要彼此之間未構(gòu)成沖突就可以相互組合。

本發(fā)明提供的環(huán)氧樹脂復(fù)合材料，在環(huán)氧樹脂中均勻分散有體積比例5％至20％的無機填料，所述無機填料包括二維片層無機填料和球形無機填料(這些無機填料均可從市場上購入)，所述二維片層無機填料的平均粒徑在10微米至40微米之間，所述球形無機填料的平均粒徑在5微米至40微米之間，所述二維片層無機填料和球形無機填料的體積比例在4:1至1:1之間。優(yōu)選地，所述二維片層無機填料的平均粒徑在30微米至40微米，所述球形無機填料的平均粒徑在30微米至40微米，所述二維片層無機填料和球形無機填料的體積比在2:1至1:1之間。

所述無機填料可以為氧化鋁、氮化硼、氮化鋁、氧化鎂、氧化鋅、二氧化硅中的一種或兩種，優(yōu)選為氧化鋁、氮化硼、氮化鋁中的一種或兩種。

本發(fā)明提供的環(huán)氧樹脂復(fù)合材料，其導(dǎo)熱性能按照測試標(biāo)準(zhǔn)ASTMC1113測試，導(dǎo)熱系數(shù)不低于0.91W/m·K，其黏度在30℃下小于20Pa·s。

本發(fā)明所提共的環(huán)氧樹脂復(fù)合材料，按照配方比例，可按照一般的填料添加方法制備，優(yōu)選按照下述方法制備：

(1)取配方比例的二維片層無機填料和球形無機填料，充分干燥后均勻混合，得到混合填料。

(2)將步驟(1)中得到的混合填料添加到環(huán)氧樹脂中，均勻分散，脫氣泡后固化，即得到所述環(huán)氧樹脂復(fù)合材料。優(yōu)選地，所述的環(huán)氧樹脂為雙酚A型或雙酚F型環(huán)氧樹脂；所述的固化劑為咪唑類和/或酸酐類固化劑，固化劑的添加量為環(huán)氧樹脂的6～90wt.％。

其中步驟(2)的具體過程如下：

(2-1)分散：將步驟(1)中得到的混合填料添加到環(huán)氧樹脂中，超聲波分散或者機械攪拌使得填料均勻分散，得到環(huán)氧樹脂/填料分散體系。優(yōu)選地，所述超聲分散功率優(yōu)選為：200瓦，溫度為50℃-70℃，超聲分散0.5-2小時；所述高速攪拌為：40℃-70℃，600-2000轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌1-2小時。

(2-2)將步驟(2-1)所得的環(huán)氧樹脂/填料分散體系真空脫出氣泡后，加入固化劑，并進(jìn)一步高速攪拌和脫出氣泡，得到改性環(huán)氧樹脂分散體系。所述高速攪拌和脫出氣泡過程采用自轉(zhuǎn)/公轉(zhuǎn)攪拌機，高速攪拌速度為1600～1900轉(zhuǎn)每分鐘，脫出氣泡過程中的轉(zhuǎn)速為2000～2100轉(zhuǎn)每分鐘。

(2-3)將步驟(2-2)得到的改性環(huán)氧樹脂分散體系進(jìn)行固化反應(yīng)，即得到所述環(huán)氧樹脂復(fù)合材料。

所述固化過程包括低溫預(yù)固化與高溫固化；預(yù)固化溫度為60℃～100℃，預(yù)固化時間為1～2小時；高溫固化溫度為150℃～180℃，高溫預(yù)固化時間為4～7小時。

本發(fā)明提供的環(huán)氧樹脂復(fù)合材料，在保證導(dǎo)熱性能的同時，具有良好的機械加工性能，黏度按照測試標(biāo)準(zhǔn)Anton Paar MCR302測試，在30℃下小于20Pa·s，適合用于電子封裝材料。

以下為具體實施例：

實施例1

一種環(huán)氧樹脂復(fù)合材料，在環(huán)氧樹脂中均勻分散有體積比例12％的無機填料，所述無機填料包括二維片層無機填料，所述二維片層無機填料的平均粒徑為37微米，所述二維片層無機填料為氮化硼。所述環(huán)氧樹脂復(fù)合材料，其導(dǎo)熱性能按照測試標(biāo)準(zhǔn)ASTM C1113測試，導(dǎo)熱系數(shù)為0.81W/m·K，其黏度在30℃下為7.8Pa·s。

一種環(huán)氧樹脂復(fù)合材料，按照配方比例，按照下述方法制備：

(1)取二維片層無機填料，充分干燥后的填料。

(2)將步驟(1)中得到的二維片層無機填料添加到環(huán)氧樹脂中，均勻分散，脫氣泡后固化，即得到所述環(huán)氧樹脂復(fù)合材料。所述的環(huán)氧樹脂為雙酚A型環(huán)氧樹脂；所述的固化劑為咪唑類和酸酐類固化劑，酸酐類固化劑的添加量為環(huán)氧樹脂的85wt.％，咪唑類固化劑的添加量為環(huán)氧樹脂的1wt.％。

其中步驟(2)的具體過程如下：

(2-1)分散：將步驟(1)中得到的填料添加到環(huán)氧樹脂中，超聲波分散或者機械攪拌使得填料均勻分散，得到環(huán)氧樹脂/填料分散體系。機械攪拌速度為800轉(zhuǎn)每分鐘，攪拌時間為2小時；超聲波分散時間為1小時。

(2-2)將步驟(2-1)所得的環(huán)氧樹脂/填料分散體系真空脫出氣泡后，加入固化劑，并進(jìn)一步高速攪拌和脫出氣泡，得到改性環(huán)氧樹脂分散體系。所述高速攪拌和脫出氣泡過程采用自轉(zhuǎn)/公轉(zhuǎn)攪拌機，高速攪拌3分鐘，速度為1600轉(zhuǎn)每分鐘，脫出氣泡過程2分鐘，轉(zhuǎn)速為2000轉(zhuǎn)每分鐘。

(2-3)將步驟(2-2)得到的改性環(huán)氧樹脂分散體系進(jìn)行固化反應(yīng)，即得到所述環(huán)氧樹脂復(fù)合材料。

所述固化過程包括低溫預(yù)固化與高溫固化；預(yù)固化溫度為60℃，預(yù)固化時間為2小時；高溫固化溫度為150℃，高溫預(yù)固化時間為5小時。

實施例2

一種環(huán)氧樹脂復(fù)合材料，在環(huán)氧樹脂中均勻分散有體積比例15％的無機填料，所述無機填料包括二維片層無機填料，所述二維片層無機填料的平均粒徑為37微米，所述二維片層無機填料為氮化硼。所述環(huán)氧樹脂復(fù)合材料，其導(dǎo)熱性能按照測試標(biāo)準(zhǔn)ASTM C1113測試，導(dǎo)熱系數(shù)為1.01W/m·K，其黏度在30℃下為12.8Pa·s。

一種環(huán)氧樹脂復(fù)合材料，按照配方比例，按照下述方法制備：

(1)取二維片層無機填料，充分干燥后的填料。

(2)將步驟(1)中得到的二維片層無機填料添加到環(huán)氧樹脂中，均勻分散，脫氣泡后固化，即得到所述環(huán)氧樹脂復(fù)合材料。所述的環(huán)氧樹脂為雙酚A型環(huán)氧樹脂；所述的固化劑為咪唑類和酸酐類固化劑，酸酐類固化劑的添加量為環(huán)氧樹脂的85wt.％，咪唑類固化劑的添加量為環(huán)氧樹脂的1wt.％。

其中步驟(2)的具體過程如下：

(2-1)分散：將步驟(1)中得到的填料添加到環(huán)氧樹脂中，超聲波分散或者機械攪拌使得填料均勻分散，得到環(huán)氧樹脂/填料分散體系。機械攪拌速度為800轉(zhuǎn)每分鐘，攪拌時間為2小時；超聲波分散時間為1小時。

(2-2)將步驟(2-1)所得的環(huán)氧樹脂/填料分散體系真空脫出氣泡后，加入固化劑，并進(jìn)一步高速攪拌和脫出氣泡，得到改性環(huán)氧樹脂分散體系。所述高速攪拌和脫出氣泡過程采用自轉(zhuǎn)/公轉(zhuǎn)攪拌機，高速攪拌3分鐘，速度為1600轉(zhuǎn)每分鐘，脫出氣泡過程2分鐘，轉(zhuǎn)速為2000轉(zhuǎn)每分鐘。

(2-3)將步驟(2-2)得到的改性環(huán)氧樹脂分散體系進(jìn)行固化反應(yīng)，即得到所述環(huán)氧樹脂復(fù)合材料。

所述固化過程包括低溫預(yù)固化與高溫固化；預(yù)固化溫度為60℃，預(yù)固化時間為2小時；高溫固化溫度為150℃，高溫預(yù)固化時間為5小時。

實施例3

一種環(huán)氧樹脂復(fù)合材料，在環(huán)氧樹脂中均勻分散有體積比例18％的無機填料，所述無機填料包括二維片層無機填料，所述二維片層無機填料的平均粒徑為37微米，所述二維片層無機填料為氮化硼。所述環(huán)氧樹脂復(fù)合材料，其導(dǎo)熱性能按照測試標(biāo)準(zhǔn)ASTM C1113測試，導(dǎo)熱系數(shù)為1.09W/m·K，其黏度在30℃下為42.8Pa·s。

一種環(huán)氧樹脂復(fù)合材料，按照配方比例，按照下述方法制備：

(1)取二維片層無機填料，充分干燥后的填料。

(2)將步驟(1)中得到的二維片層無機填料添加到環(huán)氧樹脂中，均勻分散，脫氣泡后固化，即得到所述環(huán)氧樹脂復(fù)合材料。所述的環(huán)氧樹脂為雙酚A型環(huán)氧樹脂；所述的固化劑為咪唑類和酸酐類固化劑，酸酐類固化劑的添加量為環(huán)氧樹脂的85wt.％，咪唑類固化劑的添加量為環(huán)氧樹脂的1wt.％。

其中步驟(2)的具體過程如下：

(2-1)分散：將步驟(1)中得到的填料添加到環(huán)氧樹脂中，超聲波分散或者機械攪拌使得填料均勻分散，得到環(huán)氧樹脂/填料分散體系。機械攪拌速度為800轉(zhuǎn)每分鐘，攪拌時間為2小時；超聲波分散時間為1小時。

(2-2)將步驟(2-1)所得的環(huán)氧樹脂/填料分散體系真空脫出氣泡后，加入固化劑，并進(jìn)一步高速攪拌和脫出氣泡，得到改性環(huán)氧樹脂分散體系。所述高速攪拌和脫出氣泡過程采用自轉(zhuǎn)/公轉(zhuǎn)攪拌機，高速攪拌3分鐘，速度為1600轉(zhuǎn)每分鐘，脫出氣泡過程2分鐘，轉(zhuǎn)速為2000轉(zhuǎn)每分鐘。

(2-3)將步驟(2-2)得到的改性環(huán)氧樹脂分散體系進(jìn)行固化反應(yīng)，即得到所述環(huán)氧樹脂復(fù)合材料。

所述固化過程包括低溫預(yù)固化與高溫固化；預(yù)固化溫度為60℃，預(yù)固化時間為2小時；高溫固化溫度為150℃，高溫預(yù)固化時間為5小時。

實施例4

一種環(huán)氧樹脂復(fù)合材料，在環(huán)氧樹脂中均勻分散有體積比例15％的無機填料，所述無機填料包括二維片層無機填料和球形無機填料，所述二維片層無機填料的平均粒徑為37微米，所述球形無機填料的平均粒徑為40微米，所述二維片層無機填料和球形無機填料的體積比例為4:1。所述二維片層無機填料為氮化硼；所述球形無機填料為氧化鋁。

所述環(huán)氧樹脂復(fù)合材料，其導(dǎo)熱性能按照測試標(biāo)準(zhǔn)ASTM C1113測試，導(dǎo)熱系數(shù)為0.91W/m·K，其黏度按照測試標(biāo)準(zhǔn)Anton Paar MCR302測試，在30℃下為8.9Pa·s。

一種環(huán)氧樹脂復(fù)合材料，按照配方比例，按照下述方法制備：

(1)取配方比例的二維片層無機填料和球形無機填料，充分干燥后均勻混合，得到混合填料。

(2)將步驟(1)中得到的混合填料添加到環(huán)氧樹脂中，均勻分散，脫氣泡后固化，即得到所述環(huán)氧樹脂復(fù)合材料。所述的環(huán)氧樹脂為雙酚A型環(huán)氧樹脂；所述的固化劑為咪唑類和酸酐類固化劑，酸酐類固化劑的添加量為環(huán)氧樹脂的85wt.％，咪唑類固化劑的添加量為環(huán)氧樹脂的1wt.％。

其中步驟(2)的具體過程如下：

(2-1)分散：將步驟(1)中得到的混合填料添加到環(huán)氧樹脂中，超聲波分散或者機械攪拌使得填料均勻分散，得到環(huán)氧樹脂/填料分散體系。機械攪拌速度為800轉(zhuǎn)每分鐘，攪拌時間為2小時；超聲波分散時間為1小時。

(2-2)將步驟(2-1)所得的環(huán)氧樹脂/填料分散體系真空脫出氣泡后，加入固化劑，并進(jìn)一步高速攪拌和脫出氣泡，得到改性環(huán)氧樹脂分散體系。所述高速攪拌和脫出氣泡過程采用自轉(zhuǎn)/公轉(zhuǎn)攪拌機，高速攪拌速度為1600轉(zhuǎn)每分鐘，脫出氣泡過程中的轉(zhuǎn)速為2000轉(zhuǎn)每分鐘。

(2-3)將步驟(2-2)得到的改性環(huán)氧樹脂分散體系進(jìn)行固化反應(yīng)，即得到所述環(huán)氧樹脂復(fù)合材料。

所述固化過程包括低溫預(yù)固化與高溫固化；預(yù)固化溫度為60℃，預(yù)固化時間為2小時；高溫固化溫度為150℃，高溫預(yù)固化時間為5小時。

實施例5

一種環(huán)氧樹脂復(fù)合材料，在環(huán)氧樹脂中均勻分散有體積比例18％的無機填料，所述無機填料包括二維片層無機填料和球形無機填料，所述二維片層無機填料的平均粒徑為37微米，所述球形無機填料的平均粒徑為40微米，所述二維片層無機填料和球形無機填料的體積比例為2:1。所述二維片層無機填料為氮化硼；所述球形無機填料為氧化鋁。

所述環(huán)氧樹脂復(fù)合材料，其導(dǎo)熱性能按照測試標(biāo)準(zhǔn)ASTM C1113測試，導(dǎo)熱系數(shù)為1.06W/m·K，其黏度按照測試標(biāo)準(zhǔn)Anton Paar MCR302測試，在30℃下為11.2Pa·s。

一種環(huán)氧樹脂復(fù)合材料，按照配方比例，按照下述方法制備：

(1)取配方比例的二維片層無機填料和球形無機填料，充分干燥后均勻混合，得到混合填料。

(2)將步驟(1)中得到的混合填料添加到環(huán)氧樹脂中，均勻分散，脫氣泡后固化，即得到所述環(huán)氧樹脂復(fù)合材料。所述的環(huán)氧樹脂為雙酚A型環(huán)氧樹脂；所述的固化劑為咪唑類和酸酐類固化劑，酸酐類固化劑的添加量為環(huán)氧樹脂的85wt.％，咪唑類固化劑的添加量為環(huán)氧樹脂的1wt.％。

其中步驟(2)的具體過程如下：

(2-1)分散：將步驟(1)中得到的混合填料添加到環(huán)氧樹脂中，超聲波分散或者機械攪拌使得填料均勻分散，得到環(huán)氧樹脂/填料分散體系。機械攪拌速度為800轉(zhuǎn)每分鐘，攪拌時間為2小時；超聲波分散時間為1小時。

(2-2)將步驟(2-1)所得的環(huán)氧樹脂/填料分散體系真空脫出氣泡后，加入固化劑，并進(jìn)一步高速攪拌和脫出氣泡，得到改性環(huán)氧樹脂分散體系。所述高速攪拌和脫出氣泡過程采用自轉(zhuǎn)/公轉(zhuǎn)攪拌機，高速攪拌速度為1600轉(zhuǎn)每分鐘，脫出氣泡過程中的轉(zhuǎn)速為2000轉(zhuǎn)每分鐘。

(2-3)將步驟(2-2)得到的改性環(huán)氧樹脂分散體系進(jìn)行固化反應(yīng)，即得到所述環(huán)氧樹脂復(fù)合材料。

所述固化過程包括低溫預(yù)固化與高溫固化；預(yù)固化溫度為60℃，預(yù)固化時間為2小時；高溫固化溫度為150℃，高溫預(yù)固化時間為5小時。

實施例6

一種環(huán)氧樹脂復(fù)合材料，在環(huán)氧樹脂中均勻分散有體積比例21％的無機填料，所述無機填料包括二維片層無機填料和球形無機填料，所述二維片層無機填料的平均粒徑為37微米，所述球形無機填料的平均粒徑為40微米，所述二維片層無機填料和球形無機填料的體積比例為4:3。所述二維片層無機填料為氮化硼；所述球形無機填料為氧化鋁。

所述環(huán)氧樹脂復(fù)合材料，其導(dǎo)熱性能按照測試標(biāo)準(zhǔn)ASTM C1113測試，導(dǎo)熱系數(shù)為1.16W/m·K，其黏度按照測試標(biāo)準(zhǔn)Anton Paar MCR302測試，在30℃下為12.2Pa·s。

一種環(huán)氧樹脂復(fù)合材料，按照配方比例，按照下述方法制備：

(1)取配方比例的二維片層無機填料和球形無機填料，充分干燥后均勻混合，得到混合填料。

(2)將步驟(1)中得到的混合填料添加到環(huán)氧樹脂中，均勻分散，脫氣泡后固化，即得到所述環(huán)氧樹脂復(fù)合材料。所述的環(huán)氧樹脂為雙酚A型環(huán)氧樹脂；所述的固化劑為咪唑類和酸酐類固化劑，酸酐類固化劑的添加量為環(huán)氧樹脂的85wt.％，咪唑類固化劑的添加量為環(huán)氧樹脂的1wt.％。

其中步驟(2)的具體過程如下：

(2-1)分散：將步驟(1)中得到的混合填料添加到環(huán)氧樹脂中，超聲波分散或者機械攪拌使得填料均勻分散，得到環(huán)氧樹脂/填料分散體系。機械攪拌速度為800轉(zhuǎn)每分鐘，攪拌時間為2小時；超聲波分散時間為1小時。

(2-2)將步驟(2-1)所得的環(huán)氧樹脂/填料分散體系真空脫出氣泡后，加入固化劑，并進(jìn)一步高速攪拌和脫出氣泡，得到改性環(huán)氧樹脂分散體系。所述高速攪拌和脫出氣泡過程采用自轉(zhuǎn)/公轉(zhuǎn)攪拌機，高速攪拌速度為1600轉(zhuǎn)每分鐘，脫出氣泡過程中的轉(zhuǎn)速為2000轉(zhuǎn)每分鐘。

(2-3)將步驟(2-2)得到的改性環(huán)氧樹脂分散體系進(jìn)行固化反應(yīng)，即得到所述環(huán)氧樹脂復(fù)合材料。

所述固化過程包括低溫預(yù)固化與高溫固化；預(yù)固化溫度為60℃，預(yù)固化時間為2小時；高溫固化溫度為150℃，高溫預(yù)固化時間為5小時。

實施例7

一種環(huán)氧樹脂復(fù)合材料，在環(huán)氧樹脂中均勻分散有體積比例24％的無機填料，所述無機填料包括二維片層無機填料和球形無機填料，所述二維片層無機填料的平均粒徑為37微米，所述球形無機填料的平均粒徑為40微米，所述二維片層無機填料和球形無機填料的體積比例為1:1。所述二維片層無機填料為氮化硼；所述球形無機填料為氧化鋁。

所述環(huán)氧樹脂復(fù)合材料，其導(dǎo)熱性能按照測試標(biāo)準(zhǔn)ASTM C1113測試，導(dǎo)熱系數(shù)為1.26W/m·K，其黏度按照測試標(biāo)準(zhǔn)Anton Paar MCR302測試，在30℃下為16.2Pa·s。

一種環(huán)氧樹脂復(fù)合材料，按照配方比例，按照下述方法制備：

(1)取配方比例的二維片層無機填料和球形無機填料，充分干燥后均勻混合，得到混合填料。

(2)將步驟(1)中得到的混合填料添加到環(huán)氧樹脂中，均勻分散，脫氣泡后固化，即得到所述環(huán)氧樹脂復(fù)合材料。所述的環(huán)氧樹脂為雙酚A型環(huán)氧樹脂；所述的固化劑為咪唑類和酸酐類固化劑，酸酐類固化劑的添加量為環(huán)氧樹脂的85wt.％，咪唑類固化劑的添加量為環(huán)氧樹脂的1wt.％。

其中步驟(2)的具體過程如下：

(2-1)分散：將步驟(1)中得到的混合填料添加到環(huán)氧樹脂中，超聲波分散或者機械攪拌使得填料均勻分散，得到環(huán)氧樹脂/填料分散體系。機械攪拌速度為800轉(zhuǎn)每分鐘，攪拌時間為2小時；超聲波分散時間為1小時。

(2-2)將步驟(2-1)所得的環(huán)氧樹脂/填料分散體系真空脫出氣泡后，加入固化劑，并進(jìn)一步高速攪拌和脫出氣泡，得到改性環(huán)氧樹脂分散體系。所述高速攪拌和脫出氣泡過程采用自轉(zhuǎn)/公轉(zhuǎn)攪拌機，高速攪拌速度為1600轉(zhuǎn)每分鐘，脫出氣泡過程中的轉(zhuǎn)速為2000轉(zhuǎn)每分鐘。

(2-3)將步驟(2-2)得到的改性環(huán)氧樹脂分散體系進(jìn)行固化反應(yīng)，即得到所述環(huán)氧樹脂復(fù)合材料。

所述固化過程包括低溫預(yù)固化與高溫固化；預(yù)固化溫度為60℃，預(yù)固化時間為2小時；高溫固化溫度為150℃，高溫預(yù)固化時間為5小時。

實施例8

一種環(huán)氧樹脂復(fù)合材料，在環(huán)氧樹脂中均勻分散有體積比例24％的無機填料，所述無機填料包括二維片層無機填料和球形無機填料，所述二維片層無機填料的平均粒徑為37微米，所述球形無機填料的平均粒徑為40微米，所述二維片層無機填料和球形無機填料的體積比例為1:1。所述二維片層無機填料為氮化硼；所述球形無機填料為氧化鋁。

所述環(huán)氧樹脂復(fù)合材料，其導(dǎo)熱性能按照測試標(biāo)準(zhǔn)ASTM C1113測試，導(dǎo)熱系數(shù)為1.26W/m·K，其黏度按照測試標(biāo)準(zhǔn)Anton Paar MCR302測試，在30℃下為16.2Pa·s。

一種環(huán)氧樹脂復(fù)合材料，按照配方比例，按照下述方法制備：

(1)取配方比例的二維片層無機填料和球形無機填料，充分干燥后均勻混合，得到混合填料。

(2)將步驟(1)中得到的混合填料添加到環(huán)氧樹脂中，均勻分散，脫氣泡后固化，即得到所述環(huán)氧樹脂復(fù)合材料。所述的環(huán)氧樹脂為雙酚F型環(huán)氧樹脂；所述的固化劑為咪唑類和酸酐類固化劑，酸酐類固化劑的添加量為環(huán)氧樹脂的85wt.％，咪唑類固化劑的添加量為環(huán)氧樹脂的1wt.％。

其中步驟(2)的具體過程如下：

(2-1)分散：將步驟(1)中得到的混合填料添加到環(huán)氧樹脂中，超聲波分散或者機械攪拌使得填料均勻分散，得到環(huán)氧樹脂/填料分散體系。機械攪拌速度為800轉(zhuǎn)每分鐘，攪拌時間為2小時；超聲波分散時間為1小時。

(2-2)將步驟(2-1)所得的環(huán)氧樹脂/填料分散體系真空脫出氣泡后，加入固化劑，并進(jìn)一步高速攪拌和脫出氣泡，得到改性環(huán)氧樹脂分散體系。所述高速攪拌和脫出氣泡過程采用自轉(zhuǎn)/公轉(zhuǎn)攪拌機，高速攪拌速度為1600轉(zhuǎn)每分鐘，脫出氣泡過程中的轉(zhuǎn)速為2000轉(zhuǎn)每分鐘。

(2-3)將步驟(2-2)得到的改性環(huán)氧樹脂分散體系進(jìn)行固化反應(yīng)，即得到所述環(huán)氧樹脂復(fù)合材料。

所述固化過程包括低溫預(yù)固化與高溫固化；預(yù)固化溫度為60℃，預(yù)固化時間為2小時；高溫固化溫度為150℃，高溫預(yù)固化時間為5小時。

測試分析：

對實施例1-7提供的環(huán)氧樹脂復(fù)合材料進(jìn)行了熱導(dǎo)率和剪切粘度的測試，結(jié)果如圖1、圖2、圖3所示。

剪切粘度為30℃時懸浮體系在剪切速率為100s^-1的剪切粘度。

根據(jù)實驗結(jié)果分析得到，當(dāng)?shù)鹛畛淞窟_(dá)到體積分?jǐn)?shù)15％時。環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的導(dǎo)熱系數(shù)達(dá)到1.01W/m·K，粘度為12.8Pa·s,當(dāng)繼續(xù)增大氮化硼的填充量到18％時，粘度快速增加到42.8Pa·s，這說當(dāng)?shù)鹛畛淞繛?2％時，已經(jīng)達(dá)到體系的導(dǎo)熱逾滲值，體系內(nèi)已經(jīng)形成了充分的導(dǎo)熱通道，再繼續(xù)添加氮化硼導(dǎo)熱系數(shù)幾乎沒有提升，但是粘度卻快速上升，這時加入球形填料，再進(jìn)一步降低體系的粘度的同時，有效的提高了復(fù)合體系的熱導(dǎo)率。證實本發(fā)明提供的多尺度導(dǎo)熱填料改性環(huán)氧樹脂復(fù)合材料是一種具有良好加工性能的導(dǎo)熱材料，在高效熱界面材料有很高應(yīng)用價值，尤其是電子封裝材料領(lǐng)域，例如用于集成電路板封裝等。

本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易理解，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。