基于纳米氮化硼-聚氨酯/玻纤三维骨架的环氧导热复合材料性能研究

编号：CYYJ043721

篇名：基于纳米氮化硼-聚氨酯/玻纤三维骨架的环氧导热复合材料性能研究

作者：许培俊 王乾 郑欣 李寒煜 郭新良 刘荣海

关键词： 导热复合材料 聚氨酯泡沫 氮化硼纳米片 耐电弧性能 绝缘性能

机构： 长安大学材料科学与工程学院 云南电网有限责任公司电力科学研究院

摘要： 纤维增强环氧树脂比重小,比强度高,固化收缩率低,耐腐蚀性能优异,被广泛应用于航空航天等领域。受到特殊加工工艺和电子电力行业散热需求的影响,产品对材料导热性能的要求日益严格。本研究以阻燃聚氨酯开孔泡沫(PUF)为模板,在其中引入纳米氮化硼(BNNS)进行改性,并采用浸渍-热压成型法制得低填充氮化硼-聚氨酯/玻纤/环氧导热复合材料,以研究不同BNNS用量对复合材料热性能和电气性能的影响。结果表明,BNNS原位生长在PUF的三维骨架表面,随着BNNS用量的增加,复合材料的热性能显著提高。当氮化硼纳米片含量为1vol%时,复合材料热导率可达0.53 W/(m·K),提高了103%,同时其线膨胀系数降低了77.6%。当BNNS含量为0.5vol%时,复合材料玻璃化转变温度提升了13.5℃,并具有最佳的热稳定性和力学性能。此外,得益于氮化硼自身优异的绝缘性,复合材料的体积电阻率提升至7.2×1015Ω·cm,且耐电弧性能也有明显提升。