一种高振实密度六方片状氮化硼及制备方法和制备系统与流程

本发明涉及氮化硼制备，尤其涉及一种高振实密度六方片状氮化硼及制备方法和制备系统。

背景技术：

1、现代电气设备在小型化和集成化方向上持续发展，并对配套的热管理和封装材料提出越来越高的性能要求。六方片状氮化硼又称为白石墨，除了纯白的外观以外，它还具有良好的导热性能、绝缘性能和较强的抗氧化能力，是导热绝缘复合封装材料中的优秀填料，对于提高封装材料的散热效率和抗电击穿性能具有重要作用。通过提高氮化硼等填料的振实密度，可以提升氮化硼粉体在高分子基体中的填充率，进而优化导热封装材料的综合性能。

2、专利申请jp1998194711a和专利申请jp1999060215a采用氧化锆珠为介质，结合搅拌棒和旋转盘对片状氮化硼进行粉碎，提高了产品的振实密度，振实密度在1.0g/cm3以下。然而，所得粉体的比表面积达到10m2/g以上。

3、专利申请wo2023204139a1和专利申请wo2023204140a1中在1800~2200℃的高温情况下，可以获得平均粒径为4.0~15.0μm，振实密度为0.70g/cm3的含有鳞片状六方氮化硼的一次粒子。然而，所得粉体的比表面积在3m2/g以下。且相关的工艺生产条件也较为苛刻，生产难度较大。

4、专利文献：

5、公开号：jp1998194711a，名称：《高充填性窒化ホウ素粉末及びその製造方法》，公开日：1998-07-28。

6、公开号：jp1999060215a，名称：《高充填性窒化ホウ素粉末造粒物及びその製造方法並びに等方性窒化ホウ素成形体の製造方法》，公开日：1999-03-02。

7、公开号：wo2023204139a1，名称：《boron nitride powder, heat dissipationsheet, and method for producing boron nitride powder》，公开日：2023-10-26。

8、公开号：wo2023204140a1，名称：《boron nitride powder, method forproducing same, and heat-dissipating sheet》，公开日：2023-10-26。

技术实现思路

1、本发明旨在提供一种高振实密度六方片状氮化硼及制备方法和制备系统。在保证六方片状氮化硼结构完整性的前提下，本发明通过对六方片状氮化硼原料进行热压处理，在热压处理过程中加强氮化硼片晶之间的联系，压缩氮化硼片晶的间隙，从而在保持六方片状氮化硼比表面积基本不变的情况下，制备出高振实密度的六方片状氮化硼，制备条件温和、简单。所获得的六方片状氮化硼的平均粒径d50为5~8μm，比表面积为3.1~10 m2/g，振实密度≥0.7 g/cm3，具有良好的填充性能。

2、本发明采用的技术方案是：

3、一种高振实密度六方片状氮化硼，所述高振实密度六方片状氮化硼的平均粒径d50为5~8μm，比表面积3.1~10 m2/g，振实密度≥0.7g/cm3。

4、进一步地，振实密度为0.7~0.75g/cm3。

5、基于同样的发明构思，本发明还提供一种高振实密度六方片状氮化硼的制备方法，包括依次对六方片状氮化硼原料进行热压处理、破碎处理和筛分处理；其中，热压处理时的温度≤900℃。

6、进一步地，热压处理时的温度为150~900℃。

7、进一步地，热压处理时的时间为10~24h。

8、进一步地，热压处理时可将六方片状氮化硼原料分隔为叠放的多层粉体承压层，每层粉体承压层的厚度为5~10mm。

9、基于同样的发明构思，本发明还提供一种高振实密度六方片状氮化硼的制备系统，包括：

10、加热装置，所述加热装置具有加热腔；

11、热压处理容器，所述热压处理容器具有顶盖、底盖和容器本体；所述容器本体的两端贯通；所述顶盖和所述底盖分别位于所述容器本体的上敞口端和下敞口端处，并与所述容器本体连接以封堵所述容器本体的上敞口端和下敞口端；在所述容器本体内活动设置有一块或者多块隔板，所述隔板的尺寸与所述容器本体的内腔尺寸配合；在所述顶盖或所述底盖上沿所述容器本体的轴向方向设置有压杆；所述压杆与所述顶盖或所述底盖之间螺纹连接；

12、粉碎装置；

13、筛分装置；

14、其中，所述容器本体内活动设置有一块所述隔板时，六方片状氮化硼原料装于所述容器本体内，并位于所述隔板与所述顶盖或者所述底盖之间，同时由所述压杆延伸至所述容器本体内一端抵紧所述隔板；所述容器本体内活动设置有多块所述隔板时，六方片状氮化硼原料装于所述容器本体内，并位于邻近所述顶盖或者所述底盖的所述隔板与所述顶盖或者所述底盖之间，以及相邻所述隔板之间，同时由所述压杆延伸至所述容器本体内一端抵紧所述隔板；

15、所述热压处理容器内盛装六方片状氮化硼原料后，整体置于所述加热腔内进行热压处理；热压处理结束后，自所述热压处理容器内倒出经过热压处理后六方片状氮化硼粗品，依次由所述粉碎装置进行粉碎处理，以及由所述筛分装置进行筛分处理。

16、进一步地，所述粉碎装置采用辊式破碎机，所述辊式破碎机上的辊体间隙宽度为0.02~0.1mm。

17、进一步地，所述筛分装置采用超声波振动筛；所述超声波振动筛的筛网规格为60~100目。

18、进一步地，所述隔板的厚度为3~6mm。

19、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

20、1. 本发明提供的高振实密度六方片状氮化硼，平均粒径d50为5~8μm，比表面积3.1~10 m2/g，振实密度≥0.7g/cm3。该高振实密度六方片状氮化硼在高分子基体中具有良好的填充性。

21、2. 本发明提供的制备方法和制备系统在六方片状氮化硼原料的热压处理过程中，在不破坏氮化硼片晶结构和基本不影响氮化硼片晶比表面积的前提下，加强氮化硼片晶之间的联系，压缩氮化硼片晶的间隙，提高粉体致密度，制备出高振实密度的六方片状氮化硼。所采用的制备条件温和、简单易行、成本低廉、安全可靠，可进行规模化生产。

技术特征：

1.一种高振实密度六方片状氮化硼，其特征在于，所述高振实密度六方片状氮化硼的平均粒径d50为5~8 μm，比表面积3.1~10 m2/g，振实密度≥0.7g/cm3。

2.根据权利要求1所述的高振实密度六方片状氮化硼，其特征在于，所述振实密度为0.7~0.75g/cm3。

3.一种高振实密度六方片状氮化硼的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括依次对六方片状氮化硼原料进行热压处理、破碎处理和筛分处理；其中，热压处理时的温度≤900℃。

4.根据权利要求3所述的高振实密度六方片状氮化硼的制备方法，其特征在于，热压处理时的温度为150~900℃。

5.根据权利要求3所述的高振实密度六方片状氮化硼的制备方法，其特征在于，热压处理时的时间为10~24h。

6.根据权利要求3~5中任意一项所述的高振实密度六方片状氮化硼的制备方法，其特征在于，热压处理时可将六方片状氮化硼原料分隔为叠放的多层粉体承压层，每层粉体承压层的厚度为5~10mm。

7.一种高振实密度六方片状氮化硼的制备系统，其特征在于，包括依序设置的：

8.根据权利要求7所述的高振实密度六方片状氮化硼的制备系统，其特征在于，所述粉碎装置采用辊式破碎机，所述辊式破碎机上的辊体间隙宽度为0.02~0.1mm。

9.根据权利要求7所述的高振实密度六方片状氮化硼的制备系统，其特征在于，所述筛分装置采用超声波振动筛；所述超声波振动筛的筛网规格为60~100目。

10.根据权利要求7所述的高振实密度六方片状氮化硼的制备系统，其特征在于，所述隔板的厚度为3~6mm。

技术总结本发明旨在提供一种高振实密度六方片状氮化硼及制备方法和制备系统。该高振实密度六方片状氮化硼的平均粒径D50为5~8μm，比表面积3.1~10 m<supgt;2</supgt;/g，振实密度≥0.7g/cm<supgt;3</supgt;。该高振实密度六方片状氮化硼的制备方法，通过依次对六方片状氮化硼原料进行热压处理、破碎处理和筛分处理后制得。该高振实密度六方片状氮化硼的制备系统包括加热装置和热压处理容器等。本发明通过对六方片状氮化硼原料进行热压处理，在热压处理过程中加强氮化硼片晶之间的联系，压缩氮化硼片晶的间隙，提高粉体致密度，从而在保持六方片状氮化硼比表面积基本不变的情况下，制备出高振实密度的六方片状氮化硼。所获得的六方片状氮化硼具有良好的填充性能。技术研发人员：史家远,罗军华,黄永志,唐俊受保护的技术使用者：雅安百图高新材料股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/13