[发明专利]一种功能复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种功能复合材料及其制备方法。该复合材料由30～70质量份热塑性树脂、30～70质量份导热或/和导电填料、0～20质量份加工助剂组成，通过挤出流延或溶液流延的方法制备型坯，然后再通过对型坯进行单向拉伸或双向拉伸而成；其特征在于具有不对称结构的填料在树脂基体内部形成了取向态结构，从而保证了复合材料在不同的方向上具有不同的导热或/和导电性能。本发明的导热或/和导电功能复合材料具有良好的导热或/和导电功能，可用于对导热或导电性能有方向性要求的电子电器产品或热管理等其他应用领域。

技术领域

本发明属于高分子功能复合材料技术领域，具体涉及一种导热和/或导电功能复合材料及其制备方法。

背景技术

随着工业技术的进步，各种电子电器产品被大量使用，它们在给人们带来便利的同时也显示出其诸多弊端。一方面，电磁信号逸出造成的电磁干扰和电磁污染日益增加，成为了困扰现代社会生活的一个严重问题；另一方面，电子电器因散热不足导致材料的老化甚至燃烧的问题也日趋严重，这种现状对导热和导电材料提出了新的要求。以具有优良导热性能与导电性能的材料作为功能填料，对树脂基体进行改性是目前制备导热复合材料和电磁屏蔽复合材料的主流方法，但目前此类复合材料大多数仅限于简单的填充混合，没有对填料在基体内的分布状态进行调控，这大大降低了功能性填料的改性效果。

通过取向方式来获得具有一定取向结构的高聚物是改善高分子材料力学性能的重要手段；但对于导热和/或导电功能复合材料而言，填料的取向更有意义。如果选取具有不对称结构的功能填料制备功能复合材料，通过特殊加工技术的控制，可以使填料在树脂基体内形成特定的取向分布，更容易使填料在特定方向上形成有效的电、热传导网络，进而使复合材料在不同方向上具有不同的导热和/或导电性能；结合填料形状、粒径分布搭配等辅助手段，还可进一步提高其导热和/或导电效率。

基于上述考虑，针对现有技术存在的不足，本发明提供了一种由热塑性树脂、具有不对称结构的导热和/或导电填料、加工助剂制备而成的功能复合材料及其制备方法。该复合材料通过挤出流延或溶液流延制备型坯，然后再通过对型坯进行单向拉伸或双向拉伸，使其中的填料形成取向态结构，从而使改复合材料在不同的方向上具有不同的导热和/或导电性能，并有效地提高了材料的导热和/或导电效率。

CN107337877A提供了一种单取向石膏晶须/聚氯乙烯复合材料及其制备方法，该方法将改性石膏晶须与聚氯乙烯进行注塑成型制备得到线材，经过牵引机牵引得到单取向石膏晶须/聚氯乙烯复合材料。该发明使用的是绝缘性填料，其目的是通过牵引拉伸提高聚氯乙烯复合材料的单向拉伸强度，且采用注塑成型，其发明动机和加工方法以及使用目的都和本发明存在着巨大的区别。

CN101838414A提供了一种取向纳米无机粒子/热塑性聚合物复合材料以及其制备方法，该方法首先通过辐射化学接枝改性纳米无机粒子，再将改性后的纳米粒子与热塑性聚合物熔融共混、压制，在聚合物玻璃化转变温度和熔点之间的温度下，以恒定的速度对纳米复合材料进行拉伸、冷却结晶得到取向纳米无机粒子/热塑性聚合物复合材料。该发明采用纳米二氧化硅作为无机填料，纳米二氧化硅填料为零维结构，本身没有取向性，故该发明的最终结果是使聚合物基体分子发生取向，以此来提高材料的结晶度和力学强度。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足，提供了一种在不同的方向上具有不同的导热和/或导电性能功能复合材料，同时还提供了一种操作程序简单、可实现工业化的导电和/或导热功能复合材料的制备方法。

本发明的目的是提供一种在不同的方向上具有不同的导热和/或导电性能的功能复合材料。

本发明的另一个目的是提供上述功能复合材料的工业化制备方法。