本发明涉及一种高导热绝缘材料，具体是涉及一种环氧树脂基氧化铝-氮化硼微纳米复合绝缘材料的制备方法，填料构成具有轴承滚珠结构的高导热填料体系。
背景技术：
环氧树脂由于具有耐腐蚀性、优异的粘结性、优良的介电性能和可加工工艺性等优点而被广泛用于电气设备绝缘和微电子设备封装。然而，纯环氧树脂的热导率很低，仅约为0.18W/(m·K)。因此，为提高以环氧树脂作为绝缘材料或封装材料的高功率密度电气电子设备的散热能力，就必须对环氧树脂进行改性以提高其热导率。用不同种类、不同形状尺寸的无机导热填料填充环氧树脂，能够提高复合材料导热性能，并保证其电气绝缘性能。因此，需要提供一种高导热的绝缘材料。
技术实现要素：
本发明提供了一种由具有轴承滚珠结构高导热填料体系与环氧树脂复合而成的高导热绝缘材料。该绝缘材料能够应用于电气电子设备，增强电气电子设备散热能力，保障电气电子设备的有效运行。
本发明采用下述技术方案：
一种高导热绝缘材料，该绝缘材料的制备方法包括如下步骤：
1)干燥双酚F型环氧树脂、固化剂甲基六氢苯酐、促进剂苄基二甲胺、无机颗粒和硅烷偶联剂；
2)混合环氧树脂和固化剂甲基六氢苯酐，再加入硅烷偶联剂，采用行星式真空搅拌机充分搅拌后脱泡处理；
3)提前混合均匀的高导热填料体系，加入到步骤2)的混合物中，采用行星式真空搅拌机充分搅拌后脱泡处理；
4)超声震荡步骤3)的混合物；
5)在步骤4)的混合物中加入促进剂苄基二甲胺后采用行星式真空搅拌机充分搅拌后脱泡处理；
6)将步骤5)的混合物倒入模具，于干燥箱中加热固化，固化温度依次为80℃ 2h、120℃ 2h和150℃ 4h；
其中原料的质量份数如下：
所述的环氧树脂为双酚F型环氧树脂；
所述的高导热填料体系为氧化铝微米片、氮化硼颗粒。高导热填料体系：氧化铝微米片，100um、20um和3-5um三种粒径按照1∶3∶7比例称取；氮化硼颗粒的粒径为50-100nm，氮化硼占填料体系的3％-5％。
优选地，所述填料颗粒为表面处理剂处理的无机颗粒，所述填料颗粒为经硅烷偶联剂处理的填料颗粒。
在一个实施方式中，所述填料颗粒的干燥条件为：在干燥箱中于70-80℃干燥2小时。
所述环氧树脂的干燥条件为：在干燥箱中于60℃干燥15～30分钟，以使其粘度降低。
所述固化剂和促进剂的干燥条件为：在干燥箱中于60℃干燥15～30分钟。
优选地，在行星式真空搅拌脱泡机中进行脱泡处理。
在一个实施方式中，用精密电子天平称取相应的环氧树脂和固化剂，充分搅拌，放入行星式真空搅拌脱泡机中进行脱泡处理。
在一个实施方式中，在KQ2200型超声波清洗器中振荡步骤3)的混合物，振荡后放入行星式真空搅拌脱泡机中再次进行脱泡处理。
优选地，固化时间为1.5-2.5小时。在一个实施方式中，固化时间为2小时，降温约10小时后取出。
本发明的有益效果如下：
用该制备方法制备的高导热改性环氧树脂，具有轴承滚珠结构的高导热填料体系，其导热性能优良，能够满足功率元器件散热所需，同时具有电气绝缘性能稳定的特点，能够保障电气电子设备持久安全运行。该方法加工工艺简单，普适性好，可方便制出高导热环氧树脂复合绝缘材料。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例对本发明做进一步的说明。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。
实施例1：制备高导热环氧树脂基氧化铝微纳米复合绝缘材料
具体制备方法如下：
1)氧化铝微米片和氮化硼颗粒置于干燥箱中于80℃干燥2小时，称取相应量并将其混合均匀，环氧树脂在干燥箱中于60℃干燥15～30分钟，以使粘度降低；
2)用精密电子天平称取环氧树脂和固化剂，混合并充分搅拌混合物，再加入硅烷偶联剂，然后将混合物放入行星式真空搅拌脱泡机中进行脱泡处理；
3)在步骤2)的混合物中加入混合均匀的高导热填料体系，再次进行充分搅拌后加入促进剂；
4)在KQ2200型超声波清洗器中振荡步骤3)的混合物，振荡后将混合物放入行星式真空搅拌脱泡机中再次进行脱泡处理；
5)将步骤4)的混合物倒入模具，放入干燥箱中加热固化，固化温度依次为80℃、120℃和150℃，固化时间均为2小时，降温10小时后取出。
实施例2：制备高导热环氧树脂基氧化铝微纳米复合绝缘材料
实施例2制备方法同实施例1。
实施例3：制备高导热环氧树脂基氧化铝微纳米复合绝缘材料
制备方法同实施例1。
实施例4：高导热环氧树脂基微纳米复合绝缘材料热导率测试
用实施例1-3制备的高导热环氧树脂基氮化硼微纳米复合绝缘材料进行热导率测试，结果见表1。
表1：实施例1-3高导热环氧树脂基微纳米复合绝缘材料的热导率测试结果
结果表明：
1.随着填料掺杂含量的增加，复合材料的热导率逐渐增大，当填料掺杂含量达到一定程度后，复合材料的热导率急剧增大；
2.多种不同种类粒径的填料互相组合掺杂，为了在相同的填充量下达到最大的填充率，一般的原则是填料的粒径比≥8，将较小粒径填料有效的嵌入在大粒径填料间的空隙中，构成了高导热填料体系，形成有效的导热网络，提高材料的热导率。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。