[发明专利]一种热界面复合材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种热界面复合材料，其特征在于，所述热界面复合材料包括碳纤维骨架，以及填充并包覆所述碳纤维骨架的高分子基体；所述碳纤维骨架中的碳纤维沿单一取向排列；所述碳纤维的长度为50～300μm，所述碳纤维的直径为1～15μm；

所述高分子基体的材质为热固性聚合物；以所述热界面复合材料总体积为100％计，所述高分子基体的体积百分比为80～99％。

2.根据权利要求1所述的热界面复合材料，其特征在于，所述热固性聚合物选自环氧树脂、酚醛树脂、聚氨酯、聚酰亚胺、脲醛树脂或有机硅树脂中的任意一种或至少两种的组合。

3.根据权利要求1所述的热界面复合材料，其特征在于，所述热固性聚合物为环氧树脂。

4.根据权利要求1所述的热界面复合材料，其特征在于，所述碳纤维的直径为9～12μm。

5.根据权利要求1所述的热界面复合材料，其特征在于，所述碳纤维的长度为150～200μm。

6.根据权利要求1所述的热界面复合材料，其特征在于，以所述热界面复合材料总体积为100％计，所述碳纤维的体积百分比为1～20％。

7.根据权利要求1所述的热界面复合材料，其特征在于，以所述热界面复合材料总体积为100％计，所述碳纤维的体积百分比为3～15％。

8.根据权利要求1所述的热界面复合材料，其特征在于，所述碳纤维为经过表面功能化处理的碳纤维。

9.根据权利要求1所述的热界面复合材料，其特征在于，所述碳纤维为经过表面亲水性处理的碳纤维。

10.根据权利要求1所述的热界面复合材料，其特征在于，所述热界面复合材料中还包括粘结剂。

11.根据权利要求10所述的热界面复合材料，其特征在于，所述粘结剂为亲水性粘结剂。

12.根据权利要求11所述的热界面复合材料，其特征在于，所述亲水性粘结剂为纤维素类粘结剂、聚乙烯醇类粘结剂或氰基丙烯酸酯类粘结剂。

13.根据权利要求12所述的热界面复合材料，其特征在于，所述纤维素类粘结剂为羧甲基纤维素钠和/或羟乙基纤维素。

14.根据权利要求10所述的热界面复合材料，其特征在于，所述粘结剂与碳纤维的质量比为(1～5):1。

15.一种如权利要求1～14任一项所述的热界面复合材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：

(1)碳纤维骨架的制备：将碳纤维与粘结剂的水溶液混合得到碳纤维悬浮液，然后将所述碳纤维悬浮液冷冻、干燥，得到碳纤维沿单一取向排列的所述碳纤维骨架；

(2)热界面复合材料的制备：将液态聚合物与步骤(1)得到的碳纤维骨架混合，抽滤、固化，得到所述热界面复合材料。

16.根据权利要求15所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述碳纤维为经过表面功能化处理的碳纤维。

17.根据权利要求16所述的制备方法，其特征在于，所述表面功能化处理为亲水性处理。

18.根据权利要求17所述的制备方法，其特征在于，所述亲水性处理的方法包括等离子体处理和/或酸化处理。

19.根据权利要求15所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述碳纤维悬浮液中碳纤维的体积百分比为1～20％。