本發(fā)明涉及復合材料領域，具體涉及一種覆銅板用含氮化硅的高絕緣型環(huán)氧樹脂復合材料，及其制備工藝。
背景技術：
覆銅箔層壓板簡稱覆銅板，主要用于制造印制電路板、電子通訊和儀器儀表，是電子工業(yè)的基礎材料。目前覆銅板的基體樹脂以雙酚型環(huán)氧樹脂為主，但其耐熱性較差、介電常數(shù)和介電損耗較高，無法滿足在高頻條件下使用的高性能覆銅板的要求。
任科秘在其碩士學位論文《高性能環(huán)氧樹脂基覆銅板的研制》一文中，以線性酚醛樹脂為固化劑，以雙酚A型酚醛環(huán)氧樹脂和異氰酸酯改性環(huán)氧樹脂為主體樹脂，以二氧化硅為填料。將促進劑2-甲基咪唑、固體樹脂溶解在溶劑丁酮中，攪拌均勻并熟化4-8h，混制成樹脂膠液，加入粉末填料，用高剪切分散乳化機使其均勻分散，制備了膠液。將膠液均勻涂抹在E-玻璃纖維布上，在170℃高溫烘箱中烘制5-8min，取出冷卻即得到半固化片；將半固化片疊加并兩面覆以銅箔，置于真空層壓機中加溫、加壓，壓制成覆銅板。但是存在導熱性能不足。
技術實現(xiàn)要素：
本發(fā)明主要解決的技術問題是提供一種覆銅板用含氮化硅的高絕緣型環(huán)氧樹脂復合材料及其制備工藝，依照該工藝制備的復合材料導熱系數(shù)高、絕緣性能好。
本發(fā)明所要解決的技術問題采用以下的技術方案來實現(xiàn)：
雙酚A型酚醛環(huán)氧樹脂35-53，2-甲基咪唑8-13，二氧化硅9-16，氮化鋁5-12，氧化石墨烯6-10，乙二胺7-10，PTS 3-6，二月桂酸二丁基錫2-4，多壁碳納米管5-9，碳酸鈣晶須5-8，端羧基液體聚丁二烯橡膠3-5，芐基二甲胺2-4，氧化鋁3-6，氮化硅4-7，氧化銻5-8，丁酮、KH550、乙醇、DMF、蒸餾水、NaOH溶液適量。
一種覆銅板用含氮化硅的高絕緣型環(huán)氧樹脂復合材料的制備方法，其特征在于，按以下步驟進行：
a. 向氮化鋁中1:5-10加入NaOH溶液，加熱到80-90℃攪拌1-2h，離心、醇洗3-5次，60-70℃下干燥2-4h，得羥基化氮化鋁；1:3-5加入二氧化硅、KH550，在50-60℃下超聲分散3-4h，醇洗3-5次，置于馬弗爐內升溫到450-550℃保溫1-2h，在氮氣氣氛中升溫至1700-1900℃燒結2-3h，冷卻至室溫，研磨粉碎；
b. 向氧化石墨烯中1:3-5加入DMF，與乙二胺混合，超聲處理1-2h，在110-130℃反應3-6h，過濾、醇洗水洗3-5次，70-90℃烘干，與PTS混合，升溫至75-95℃攪拌均勻，1:2-5滴加二月桂酸二丁基錫、蒸餾水，恒溫反應3-5h，加入多壁碳納米管，超聲振蕩1-2h；
c. 將碳酸鈣晶須在110-130℃下烘干2-3h，1:2-4加入KH550，攪拌均勻，倒入表面皿中，室溫下靜置5-10h后，在110-130℃下真空干燥3-4h，得到表面改性碳酸鈣晶須；
d. 將雙酚A型酚醛環(huán)氧樹脂、端羧基液體聚丁二烯橡膠、芐基二甲胺混合，放入油浴中，攪拌下加熱，升溫至130-140℃反應3-4h，降至室溫，加入2-4倍的丙酮，攪拌均勻，加入氧化鋁、氮化硅、氧化銻，攪拌3-5h，待用；
e. 將2-甲基咪唑溶解在丁酮中，與a、b、c、d中所得物料混合，攪拌均勻，加熱到85-95℃熟化4-8h，在50-60℃真空烘箱中干燥2-4h，再于80-90℃真空干燥箱中脫泡1-2h，降至室溫，倒入模具，放入平板壓機中在120-200℃固化反應1-2h，自然冷卻，脫模，得復合材料。
本發(fā)明的反應機理如下：
（1）以雜化填料氮化鋁作為功能相，對其表面進行羥基化處理，添加二氧化硅，二者存在協(xié)同作用，促進氮化鋁陶瓷的致密燒結，氮化鋁粉體的高比表面能也促進其致密化進程，獲得具有高熱導率的氮化鋁陶瓷，賦予樹脂良好的導熱和加工性能，以及優(yōu)異的介電和阻燃性能。
（2）氧化石墨烯具有高的徑厚比，熱還原后形成導熱母粒在復合材料中形成導熱通路，用乙二胺對其進行氨基改性，成功接入氨基，能夠顯著提高環(huán)氧樹脂的熱學和力學性能。
（3）用聚甲基三乙氧基硅烷(PTS)通過化學改性的方法，制備了有機硅改性環(huán)氧樹脂，PTS的水解物與環(huán)氧樹脂中的羥基發(fā)生反應，將有機硅引入環(huán)氧樹脂中，化學改性環(huán)氧樹脂產物具有優(yōu)良的拉伸強度及斷裂伸長率、熱穩(wěn)定性。
具體實施方式
為了使本發(fā)明實現(xiàn)的技術手段、創(chuàng)作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結合具體實施例，進一步闡述本發(fā)明。
實施例
一種覆銅板用含氮化硅的高絕緣型環(huán)氧樹脂復合材料，由下述重量份(g)的原料制得：
雙酚A型酚醛環(huán)氧樹脂53，2-甲基咪唑13，二氧化硅16，氮化鋁12，氧化石墨烯10，乙二胺10，PTS 6，二月桂酸二丁基錫4，多壁碳納米管9，碳酸鈣晶須8，端羧基液體聚丁二烯橡膠5，芐基二甲胺4，氧化鋁6，氮化硅7，氧化銻8，丁酮、KH550、乙醇、DMF、蒸餾水、NaOH溶液適量。
一種覆銅板用含氮化硅的高絕緣型環(huán)氧樹脂復合材料的制備方法，其特征在于，按以下步驟進行：
a. 向氮化鋁中1:10加入NaOH溶液，加熱到80-90℃攪拌1h，離心、醇洗3次，60-70℃下干燥2h，得羥基化氮化鋁；1:5加入二氧化硅、KH550，在50-60℃下超聲分散3h，醇洗3次，置于馬弗爐內升溫到450-550℃保溫2h，在氮氣氣氛中升溫至1700-1900℃燒結3h，冷卻至室溫，研磨粉碎；
b. 向氧化石墨烯中1:5加入DMF，與乙二胺混合，超聲處理1h，在110-130℃反應3h，過濾、醇洗水洗3次，80-90℃烘干，與PTS混合，升溫至85-95℃攪拌均勻，1:5滴加二月桂酸二丁基錫、蒸餾水，恒溫反應3h，加入多壁碳納米管，超聲振蕩2h；
c. 將碳酸鈣晶須在120-130℃下烘干2h，1:4加入KH550，攪拌均勻，倒入表面皿中，室溫下靜置5h后，在120-130℃下真空干燥3h，得到表面改性碳酸鈣晶須；
d. 將雙酚A型酚醛環(huán)氧樹脂、端羧基液體聚丁二烯橡膠、芐基二甲胺混合，放入油浴中，攪拌下加熱，升溫至130-140℃反應3h，降至室溫，加入4倍的丙酮，攪拌均勻，加入氧化鋁、氮化硅、氧化銻，攪拌3h，待用；
e. 將2-甲基咪唑溶解在丁酮中，與a、b、c、d中所得物料混合，攪拌均勻，加熱到85-95℃熟化6h，在50-60℃真空烘箱中干燥4h，再于80-90℃真空干燥箱中脫泡2h，降至室溫，倒入模具，放入平板壓機中在160-180℃固化反應2h，自然冷卻，脫模，得復合材料。