Page 149 - 2025水性涂料虚拟专辑

李安 等：氮化硼基导热/阻燃水性涂料的制备

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a cone calorimeter（MCC） The results showed that BNNS modified by MF could effectively
enhance the thermal conductivity and flame retardancy. When MF@BNNS accounted for 2. 0%
of the total amount of component A，he thermal conductivity increased to 0. 212 W/（m·K），
t
which was 35. 90% and 11. 58% higher than that of the blank sample and PCB. Meanwhile，
t
the peak heat release rate（PHRR），otal heat release rate（THR），peak smoke release rate
（SPR）and total smoke release rate（TSP）of the coating decreased by 15. 21%，25. 91%，

45. 07% and 88. 94%，respectively. The developed product not only solved the problem of
single performance of traditional fillers，but also overcome the problems of difficult dispersion
and easy aggregation of BN nanoplates in polymer coatings，which had greatly promoted its
application in the field of electrical and electronic heat management.
Key words：flame retardant thermal conductive coatings；boron nitride nanoplates；
melamine；ormaldehyde；mbedding；polyurethane
e
f
火灾事故频发给人们的生命和 产造成了巨大 导热系数从 0. 18 W/（m·K）提高到 0. 67 W/（m·K）。
[5]
损失。据国家消防 援局数据显示，2023 年 1 至 10 Yang 等 首先将氮化硼纳米片涂覆在聚乙烯基苯甲
月，全国共接报火灾 74. 5 万起，死 1 381 人，受伤 醛表面制备导热填料，随后加入二甲基亚 及环氧
2 063 人，直接 产损失 61. 5 亿元。从起火原因看， 树脂研制导热复合涂料。结果显示，当导热填料的
电气起火占比高达29. 1%，是首要起火原因。当电流 质量分数为 40% 时 ，涂层的导热系数达到了
经过电子元器件时会产生热量，随着工作时间的延 0. 89 W/（m·K），比纯环氧树脂涂层的导热系数提高
长，热量逐渐聚集并升温，达到材料的着火点后就会 了近 4 倍。Wang 等 首先合成了羟基化氮化硼纳米
[6]
引发火灾事故。当前，制造商为了保护电路的安全 片（BN—OH），随后将 BN—OH 与聚磷酸丙烯酸酯反
性，往往需要在电子元器件之间涂布一层绝缘涂 应，制备了功能型氮化硼纳米片，将其加入到聚酯涂
层 。但由于聚合物的绝缘和导热在理论上具有一 料中制备阻燃涂层，结果表明，功能型氮化硼纳米片
[1]
定的相 性，将普通涂料涂覆在电子器件表面后，成 的质量分数为 3% 时，相比于空白涂料，其峰值热释
膜物会进一步加剧热量的聚集 。以印制电路板 放速率（PHRR）和总释放热（THR）分别下降了
[2]
（PCB）为例，导热系数仅为 0. 19 W/（m·K），只有当涂 28. 2% 和 38. 0%。然而上述研究很少聚焦于同时提
层的导热系数大于其自身的导热系数，才能发挥散 升涂料的导热和阻燃性能，考虑到电子元器件的精
热作用。因此，有必要研制一种能快速散热的导热 密性和复杂性，有必要为其加上“双保险”，即在散去
涂料来改善电子元器件的散热性能。 热量的同时赋予其优良的阻燃性。基于此，本研究
石墨烯具有高达 5 000 W/（m·K）的理论导热系 首先制备了氮化硼纳米片，随后合成了三聚氰胺-甲
数，是当前有关导热系数报道的最高值。但是，全碳 醛树脂预聚体，将氮化硼纳米片包埋在三聚氰胺-甲
原子构成的平面结构限制了其在绝缘领域的应用。 醛树脂中制备同时兼具导热和阻燃性能的纳米填
相比之下，六方氮化硼（简称氮化硼）具有优良的绝 料，并将其应用在电子元器件的涂层中，以期实现电
缘性，其理论导热系数为1 700~2 000 W/（m·K），有望 子产品导热和阻燃性能的同步提升。
满足电子电器的绝缘导热需求 。三聚氰胺是常用 1 实验部分
[3]
的氮类阻燃剂，具有环保、高效、安全的优点，且与高
分子基材相容性好，在阻燃领域受到了广泛研究。 1. 1 主要原料与仪器
但是，目前有关氮化硼基涂料的报道主要侧重于导 丙二醇二乙酸酯 P465765（97%，质量分数，下
热或阻燃单一性能的提升，如 Yuan等 先制备了球形 同）、三甲苯 T105015（97%）、二丙二醇甲醚 D108833
[4]
环氧树脂，随后将氮化硼纳米片黏附于环氧树脂表 （98%）、氨水（1%）：分析纯，阿拉丁；水性聚氨酯树脂
面制备三维网络导热填料，最后将其制成导热涂料。 Bayhydrol UH 2593-1（99%）、聚异氰酸酯 Bayhydur
结果表明，当导热填料的质量分数为7. 4%时，涂层的 XP2700（HDI）： 工业级，科思创；乙二醇丁醚 537551

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