一種抗水解氮化鋁粉體及其制備方法和應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是涉及一種抗水解氮化鋁粉體及其制備方法和應(yīng)用，屬于膠體化學(xué)技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]氮化鋁陶瓷是近二十年發(fā)展起來的新型高導(dǎo)熱材料，理論導(dǎo)熱率高達(dá)320Wm-K1,實(shí)際使用的熱導(dǎo)率為180?200Wm-K10高導(dǎo)熱氮化鋁陶瓷材料具有制備工藝簡(jiǎn)單，燒結(jié)溫度較低等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)具備硬度高、膨脹率低、介電性能和化學(xué)穩(wěn)定性好、機(jī)械強(qiáng)度高以及介電損耗低等特點(diǎn)，其良好的散熱性能和高電氣絕緣性能，對(duì)高頻、高效的集成電路，減少散熱和電量損耗等方面發(fā)揮了重要的作用，在電子集成電路等電子工業(yè)的需求與日俱增。
[0003]但在潮濕的環(huán)境下，氮化鋁極易與水發(fā)生水解反應(yīng)，以致改變其物化性能，最終影響燒結(jié)體的熱導(dǎo)率。所以，氮化鋁的水解是氮化鋁粉體的應(yīng)用和儲(chǔ)存的一個(gè)重要難題。目前，對(duì)氮化鋁粉體耐水解性能已有相關(guān)研究。如:雒曉軍等提出用磷酸對(duì)氮化鋁粉體進(jìn)行處理，以提高其耐水解性能；顧明元等提出利用四乙氧基硅烷溶液進(jìn)行浸泡處理，以改善粉末耐水化性能；單慧波等采用表面涂覆油酸和羥基喹啉，以提高氮化鋁的耐水性；李遠(yuǎn)強(qiáng)等研究了熱處理對(duì)氮化鋁粉體耐水解性能的影響；徐征宙等研究了利用硅烷改性來提高氮化鋁的耐水解性能；郭興忠等以有機(jī)羧酸和聚乙二醇作為表面活性劑對(duì)工業(yè)氮化鋁粉體進(jìn)行表面改性處理。雖然上述方法均能改善氮化鋁粉體的耐水性，但也存在一定的缺陷，如:利用磷酸或硅烷處理氮化鋁粉體時(shí)，會(huì)不可避免地引入磷和硅雜質(zhì)；而熱處理將導(dǎo)致氧含量的明顯增加；有機(jī)酸處理會(huì)影響水基氮化鋁漿料的流動(dòng)性。因此，本領(lǐng)域亟需研究一種不會(huì)引入其它雜質(zhì)、不會(huì)影響氮化鋁的物化性能，且工藝簡(jiǎn)單、易操作，可有效防止氮化鋁水解的抗水解氮化鋁粉體及其制備技術(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題和需求，本發(fā)明的目的是提供一種抗水解氮化鋁粉體及其制備方法和應(yīng)用，以解決氮化鋁易水解性能所導(dǎo)致的應(yīng)用和儲(chǔ)存難題。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
[0006]一種抗水解氮化鋁粉體，是由聚氨酯對(duì)氮化鋁粉體顆粒進(jìn)行表面包裹形成，其中聚氨酯含量為0.1wt %?1wt % (優(yōu)選為0.5wt%? 5wt% )。
[0007]所述的聚氨酯可以為水性聚氨酯、非水性聚氨酯或改性的聚氨酯；且所述的聚氨酯可以為單組分聚氨酯、雙組分聚氨酯或聚氨酯預(yù)聚體。
[0008]所述改性的聚氨酯優(yōu)選為由多元醇改性的單組分聚氨酯。
[0009]所述的雙組分聚氨酯是由異氰酸酯組分與固化劑組分形成，所述的異氰酸酯組分選自甲苯二異氰酸酯(TDI)或二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI);所述的固化劑組分選自乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、二丙三胺、二乙醇胺、乙二胺四乙醇中的任意一種。
[0010]本發(fā)明所述的抗水解氮化鋁粉體的制備方法，包括如下步驟:
[0011 ] a)將氮化鋁粉體加入有機(jī)溶劑中，并使其充分分散，制得氮化鋁漿料；
[0012]b)將聚氨酯加入氮化鋁漿料中，并使其充分分散，制得混合漿料；
[0013]c)對(duì)所得混合漿料進(jìn)行干燥，即得所述的抗水解氮化鋁粉體。
[0014]步驟a)中所述的有機(jī)溶劑可為乙醇或丙酮等易揮發(fā)的有機(jī)溶劑。
[0015]步驟a)和b)中所述的分散可采用球磨、砂磨或攪拌等方式；為達(dá)到充分分散，球磨、砂磨或攪拌的時(shí)間至少為I小時(shí)。
[0016]步驟a)可同時(shí)向有機(jī)溶劑中加入分散劑；所述分散劑的加入量推薦為氮化鋁粉體重量的0.1%?3% (優(yōu)選為0.1%?1%);所述的分散劑可選自檸檬酸、聚乙烯亞胺、多元醇、聚丙烯酸、聚丙烯酸共聚物中的至少一種，以選自檸檬酸、聚乙烯亞胺、聚丙烯酸、聚丙烯酸共聚物中的至少一種較佳，以選自檸檬酸、聚丙烯酸、聚丙烯酸共聚物中的至少一種最佳。
[0017]步驟c)中的干燥可采用直接干燥、噴霧干燥或真空干燥，干燥溫度優(yōu)選為60?80。。。
[0018]本發(fā)明所述的抗水解氮化鋁粉體可適用于水基和非水基成型方法制備氮化鋁陶瓷，尤其可用于水基成型方法制備氮化鋁陶瓷。
[0019]所述的水基成型方法包括流延成型、凝膠澆注成型、注漿成型和注射成型；所述的非水基成型方法包括干壓成型。
[0020]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果:
[0021]1、實(shí)驗(yàn)證明:經(jīng)過聚氨酯包裹的氮化鋁粉體具有良好的抗水性，在室溫下，本發(fā)明的抗水解氮化鋁粉體在10wt%的懸浮液中可保持3天以上不水解；且本發(fā)明所述的抗水解氮化鋁粉體可適用于水基和非水基成型方法制備氮化鋁陶瓷，可使由非水基成型方法制得的氮化鋁陶瓷坯體在開放環(huán)境下放置2個(gè)月以上不水解、由水基成型方法制得的氮化鋁陶瓷坯體在開放環(huán)境下放置6個(gè)月以上不水解，并且坯體經(jīng)過燒結(jié)后，熱導(dǎo)率不降低。
[0022]2、關(guān)鍵是，聚氨酯包裹層可通過煅燒完全去除，不會(huì)引入其它雜質(zhì)，也不會(huì)影響氮化鋁的物化性能。
[0023]3、另外，本發(fā)明還具有工藝簡(jiǎn)單、易于工業(yè)化、適用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)，具有顯著的工業(yè)應(yīng)用價(jià)值。
【附圖說明】
[0024]圖1體現(xiàn)了本發(fā)明所述的抗水解氮化鋁粉體的抗水解性能，圖中:a曲線為本發(fā)明所述的抗水解氮化鋁粉體；b曲線為普通的氮化鋁粉體。
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。
[0026]實(shí)施例1
[0027]將氮化鋁粉體150g、乙醇10mL加入到球磨罐中，球磨10分鐘，得到氮化鋁漿料；取單組分聚氨酯(水性聚氨酯注漿液，購自上海建括實(shí)業(yè)有限公司)1.5g加入到氮化鋁漿料中，繼續(xù)球磨I小時(shí)，得到混合漿料；將混合漿料倒入托盤中，于70°c直接干燥至少12小時(shí)，即得抗