本发明属于导热复合材料制备及电子封装，具体涉及一种导热碳纳米管接枝胺化环氧树脂及其制备方法。
背景技术：
1、近年来，随着微电子技术的飞速发展，电子设备逐渐高度集成化，电子元件的散热已成为现代电子工业的一个重要考虑因素。电子元件与散热器之间的界面接触往往会存在空气隙，空气是热的不良导体，大大增加了二者之间的接触热阻。在过去的几十年里，具有可塑性和柔性的热界面材料（tim）被用来填补这些空隙，并用以提高导热能力。其中，以聚合物作为基体的复合材料因其优越的柔韧性、出色的可加工性和成本效益而被广泛应用于电子封装领域，但聚合物的固有热导率非常低，目前研究的热点集中在提高以聚合物作为基体的复合材料的导热能力，以促进有效散热，将产品温度控制在理想水平。
2、环氧树脂具有出色的绝缘能力和力学性能，在封装、涂料材料和高级复合材料等领域有着广泛的应用。然而，有限的导热系数限制了其在热传导和散热领域的潜在应用。通过加入单一或组合的高导热填料提高环氧树脂的导热能力是最为简单有效的方法。当填料量较低时，热传导的主体仍是环氧树脂，受限于环氧树脂较低的导热系数，复合材料的导热能力较差；当填料量达到合适区间时，填料在热传导中占据主导地位，复合材料的导热能力大幅提升，此时继续提高填料量并不能实现导热能力的有效增长，导热填料与环氧树脂之间的界面热阻成为影响复合材料导热能力进一步提升的主要因素。在添加填料用以提高环氧树脂导热能力的同时，填料会对环氧树脂的力学性能带来影响，导热复合材料在实际应用中需要表现出较好的界面弹性和表面粘附性。为了改善界面热阻，并且能够降低填料对环氧树脂力学性能的影响，一个可行策略是对聚合物分子链和接枝填料进行精细管理，以增加弹性和表面粘附力，并且改善界面应力和声子的传输。
技术实现思路
1、针对上述问题，本发明的目的在于提供一种具有优异导热能力的碳纳米管接枝胺化环氧树脂及其制备方法，拟解决电子设备运行中的热量积累问题。
2、为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
3、一种导热碳纳米管接枝胺化环氧树脂的制备方法：首先将5-(叔丁氧羰基氨基)戊酸接枝上双酚a型环氧树脂，去保护后得到胺化双酚a环氧树脂；然后使用h2so4/hno3混酸酸化多壁碳纳米管（mwcnts）得到羧基化多壁碳纳米管（mwcnts-cooh）；将羧基化多壁碳纳米管（mwcnts-cooh）分散在去离子水中，以n-羟基丁二酰亚胺和1-(3-二甲基氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺为催化剂，加入乙酸活化的胺化双酚a型环氧树脂，二者发生酰胺反应，得到导热碳纳米管接枝胺化环氧树脂。
4、一种导热碳纳米管接枝胺化环氧树脂的制备方法，包括以下步骤：
5、（1）按质量份数计，称取双酚a型环氧树脂10-20份溶解于二氯甲烷和n, n-二甲基甲酰胺混合溶液中，加入5-(叔丁氧羰基氨基)戊酸5-10份、六氟磷酸苯并三唑-1-基-氧基三吡咯烷基磷5-10份和4-甲基吗啉1-5份，用n2鼓泡5-10 h后将溶液倒入去离子水中重沉淀；将重沉淀得到的树脂溶于三氟乙酸和二氯甲烷混合溶液中反应，将反应后的混合溶液置于二氯甲烷和去离子水混合溶液中萃取，减压蒸馏有机层后得到胺化双酚a环氧树脂；
6、（2）按质量份数计，将0.2-2份多壁碳纳米管（mwcnts）分散在h2so4/hno3混合溶液中，在100 ℃下冷凝回流搅拌反应3-6 h后得到羧基化多壁碳纳米管（mwcnts-cooh）；
7、（3）按质量份数计，将0.2-2份羧基化多壁碳纳米管（mwcnts-cooh）分散在去离子水中，加入0.2-1份n-羟基丁二酰亚胺和0.2-1份1-(3-二甲基氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺，超声1-3h，制得羧基化多壁碳纳米管（mwcnts-cooh）悬浮液；
8、（4）按质量份数计，将10-20份胺化双酚a型环氧树脂溶解在去离子水/甲醇混合溶液中，加入0.1-1份乙酸并搅拌1-3h，制得胺化双酚a型环氧树脂溶液；
9、（5）将步骤（3）制备好的羧基化多壁碳纳米管（mwcnts-cooh）悬浮液和步骤（3）制备好的胺化双酚a型环氧树脂溶液在室温下混合反应5-10h，得到导热碳纳米管接枝胺化环氧树脂。
10、进一步地，步骤（1）中二氯甲烷和n, n-二甲基甲酰胺的体积比为10-50:100；步骤（1）中三氟乙酸和二氯甲烷的体积比为10-40:100；步骤（1）中二氯甲烷和去离子水的体积比为10-50:100。
11、进一步地，步骤（2）中h2so4和hno3的体积比为10-50:100。
12、进一步地，步骤（4）中去离子水与甲醇的体积比为100-200:100。
13、一种上述方法制备所得的导热碳纳米管接枝胺化环氧树脂。
14、上述导热碳纳米管接枝胺化环氧树脂在封装领域的应用。
15、本发明所制备的导热碳纳米管接枝胺化环氧树脂，以胺化双酚a型环氧树脂为基体，以羧基化多壁碳纳米管为高导热填料，通过酰胺反应合成了多壁碳纳米管/环氧树脂复合材料，树脂与碳纳米管之间的化学键连接形成了声子传输通道，显著改善了填料与基体之间的界面相容性，降低了界面热阻，促进声子传导，从而有效提高复合材料的导热系数。所得材料具有良好的变温循环稳定性。本研究提出了一种碳材料在改善环氧树脂导热方面的新方法。
16、本发明的有益效果在于：
17、（1）对多壁碳纳米管进行表面功能化并与树脂之间产生化学键的连接，改善了填料与基体之间的界面相容性，降低了界面热阻，促进声子传导，有效地提高了复合材料的导热系数。
18、（2）mwcnts-cooh/胺化环氧树脂复合材料具有良好的变温循环稳定性，不会因为温度变化引起的变形而逐渐脱离连接界面，保证了复合材料能够充分发挥其作为热界面材料的功能。
1.一种导热碳纳米管接枝胺化环氧树脂的制备方法，其特征在于：首先将5-(叔丁氧羰基氨基)戊酸接枝上双酚a型环氧树脂，去保护后得到胺化双酚a环氧树脂；然后使用h2so4/hno3混酸酸化多壁碳纳米管得到羧基化多壁碳纳米管；将羧基化多壁碳纳米管分散在去离子水中，以n-羟基丁二酰亚胺和1-(3-二甲基氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺为催化剂，加入乙酸活化的胺化双酚a型环氧树脂，二者发生酰胺反应，得到导热碳纳米管接枝胺化环氧树脂。
2.一种导热碳纳米管接枝胺化环氧树脂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：步骤（1）中二氯甲烷和n, n-二甲基甲酰胺的体积比为10-50:100。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：步骤（1）中三氟乙酸和二氯甲烷的体积比为10-40:100。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：步骤（1）中二氯甲烷和去离子水的体积比为10-50:100。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（2）中h2so4和hno3的体积比为10-50:100。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（4）中去离子水与甲醇的体积比为100-200:100。
8.一种如权利要求1-7任一项所述的方法制得的导热碳纳米管接枝胺化环氧树脂。
9.如权利要求8所述导热碳纳米管接枝胺化环氧树脂在封装领域的应用。
