[发明专利]一种高导热侧链型液晶高分子膜材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种高导热侧链型液晶高分子膜材料的制备方法，包括：制备侧链液晶聚硅氧烷溶液；预处理无机高导热粒子；改性无机高导热粒子；将表面功能化改性的无机高导热粒子分散到有机溶剂中并超声，然后将其加入到的聚硅氧烷侧链液晶溶液中并进行分散；将混合液浇铸于玻璃模板上，加热挥发成膜，即得一定厚度和型样的膜材料；在惰性气体保护下、退火处理，即得高导热侧链型液晶高分子膜材料。本发明方法能够实现在较低导热填料填充量下赋予高导热侧链型液晶高分子膜材料的高导热率和高力学强度。

技术领域

本发明涉及电子封装导热材料，具体是一种高导热侧链型液晶高分子膜材料的制备方法。

背景技术

随着工业需求和科学技术的发展，对各类工程导热材料提出了更新、更高的要求。为了保障电子元器件在使用环境温度下运行的可靠性，需使用高散热界面材料及封装材料，迅速有效地将发热元器件积聚的热量传递和释放出去，延长电子元器件的使用寿命。因此，研究开发高导热且力学性能优异的聚合物基导热复合材料对微电子、电子信息和电子屏蔽领域材料的设计和拓展具有迫切的理论意义和实际应用价值。通过改善聚合物连续相基体的热导率来提高体系的热导率远比提高导热粒子的更有效，也是解决聚合物韧性等力学性能劣化、导热率不佳进而影响电子元器件的使用寿命的核心方法。

基于声子导热理论分析，获得高热导率聚合物的前提是在聚合物基体内形成利于声子传递的导热粒子路径或网络。不同于电子的跳跃和隧道效应，少量导热粒子CNTs及石墨烯能迅速提高聚合物电导率，却无法改善热导率，通常需要在30-40wt％用量才可显著改善体系热导率，这归因于热传递强烈依赖于声子自由程路径。而构建绝缘导热粒子网络通常需要填料用量≥65wt％，但此时聚合物电绝缘和力学性能会明显下降，加工性能变差，严重影响其工程应用。

因此如何兼顾聚合物基复合材料的高导热和优异的力学性能，同步实现在较低导热填料填充量下赋予聚合物基复合材料尽可能高的热导率和力学性能是急需解决的问题。

发明内容

为解决现有技术中存在的上述缺陷，本发明的目的在于提供一种高导热侧链型液晶高分子膜材料的制备方法，采用本征型和填充型两种制备工艺相结合的新方法，从多尺度结构设计出发，制备高导热复合材料并对其热导率调控机理予以研究。在导热填料低填充量下得到具有高热导率的、且力学性能优异的高导热侧链型液晶高分子膜材料。

本发明是通过下述技术方案来实现的。

根据本发明实施例提供的一种高导热侧链型液晶高分子膜材料的制备方法，包括以下步骤：

1)侧链液晶聚硅氧烷溶液的制备

按照质量比为(0.5-1.5)：(2-18)将侧链液晶聚硅氧烷溶解于有机溶剂中，加热后浸泡；

2)无机高导热粒子的预处理

将无机高导热粒子浸泡在质量分数为20％-30％的硝酸溶液中；取出离心分离，再在常温下浸泡在过氧化氢溶液中；

3)无机高导热粒子的改性

随后将步骤2)所制样品按照质量比为(1-10)：(5-50)加入到溶有单胺基POSS的四氢呋喃溶液中进行超声分散；然后取出离心分离，收集下层沉淀物，再经真空干燥得表面功能化改性的无机高导热粒子；

4)按照质量比(0.5-1.5)：(5-25)的比例将表面功能化改性的无机高导热粒子分散到与步骤1)同样的有机溶剂中并超声；

5)然后按照质量比(0.2-1)：(4-10)的比例将表面功能化改性的无机高导热粒子加入到的侧链液晶聚硅氧烷溶液中，分散均匀；

6)将混合液浇铸于固定尺寸的玻璃模板上，根据所选溶剂加热挥发成膜，即得一定厚度和型样的膜材料；