[发明专利]一种导热聚酰亚胺复合模压塑料及其制造方法

说明书

本发明涉及一种导热聚酰亚胺复合模压塑料及其制造方法，属于高分子材料技术领域。将聚酰亚胺共聚物模塑粉和导热填料进行混合分散制得导热聚酰亚胺复合粉末材料，导热聚酰亚胺复合粉末材料通过热模压的方法制得导热聚酰亚胺复合模压塑料，或，将导热填料与溶剂和芳香族二元胺、芳香族二元酸酐混合反应制得带有导热填料的聚酰胺酸，经由化学亚胺化和热亚胺化过程，再经热处理后得到粉状聚酰亚胺复合导热模塑粉，粉状聚酰亚胺复合导热模塑粉再经热模压方法制得导热聚酰亚胺复合模压塑料。与现有技术相比，本发明方法制得的聚酰亚胺复合模压塑料具有优异的导热性能，同时保证了优良的力学性能和耐高温性能，可应用在电子电器和航空航天等多个领域。

技术领域

本发明涉及高分子材料领域，尤其是涉及一种导热聚酰亚胺复合模压塑料及其制造方法。

背景技术

聚酰亚胺(PI)是一种综合性能极佳的特种工程塑料，具有优异的耐高低温性能、尺寸稳定性、力学性能及抗热氧老化稳定性，被广泛应用于航空航天、微电子等领域。但传统聚酰亚胺材料的导热系数仅有0.2-0.4W/(m·K)左右，导热性能较差，不能及时散热，因而很大程度上限制了PI的应用范围，尤其在电子电器领域的应用。自身具有导热能力的聚合物材料称为本征型导热聚合物材料，但是绝大部分的高分子材料导热性能较差，需要借助外力改变其聚合物分子链排列方式以获得特殊的物理结构来提高其自身导热率，该方法实施较为困难。

目前，填充导热粒子是提高聚合物材料导热性能的主要方法之一。以聚酰亚胺材料为基体填充导热填料构建PI导热复合材料加工工艺简单，操作容易，成本低廉，因此填充型导热聚酰亚胺材料是目前研究和应用的主要方向。填充型聚酰亚胺材料的制备方法主要有干法混合和溶液湿法混合两种，前者为聚酰亚胺基体与导热填料通过机械混合的方法实现，后者预先将填料和基体分别制成均匀的分散液，然后进行混合。在PI复合材料中常用的导热填料有氮化硼、氧化铝、氮化铝、石墨烯、钛酸盐、碳化硅、氧化硅、氧化锌等。

对于导电材料而言，在获得较高导电性能的同时还要保证材料优良的性能。中国专利CN110172150A公开了一种绝缘导热聚酰亚胺薄膜的制造方法，其采取原位聚合的方法将所需的纳米氮化硼颗粒等填料与溶剂和二胺、二酐混合反应制得带有所需填料的聚酰胺酸，然后利用涂膜机将聚酰胺酸均匀的涂布在平面板材上，再将其放入高温烘箱中进行亚胺化生成所需的聚酰亚胺，制备得到一种导热聚酰亚胺薄膜。

中国专利CN104892968B公布了一种高导热六方氮化硼/聚酰亚胺复合材料的制备方法，将六方氮化硼与混酸混合，水浴中反应，洗涤产物至中性，烘干后加入溶剂，超声分散，然后加入二元异氰酸酯，搅拌回流24h，加入芳香二胺，继续搅拌回流24h，将氨基化的六方氮化硼置于反应器中，加入溶剂，然后搅拌超声，接着加入芳香二胺，加入与芳香二胺等摩尔的芳香二酐，制得聚酰胺酸溶液，将聚酰胺酸溶液涂于玻璃板上，热亚胺化，制得六方氮化硼/聚酰亚胺复合薄膜。

Li等将表面经巯基丙烯酸处理的不同粒径BN填充于聚酰亚胺基体中，制备了一系列复合薄膜。当BN填充总量30wt％，且微米和纳米BN的质量比为7:3时，复合薄膜的导热率可以达到1.2W/(m·K)(Tung-Lin L,Steve Lien-Chung H.Enhanced thermalconductivity of polyimide films via a hybrid of micro-and nano-sized boronnitride.[J].Journal of Physical Chemistry B,2010,114(20):6825-9)。

但是，目前绝大多数的专利及研究工作将研究重点集中在导热聚酰亚胺薄膜材料制备上，而对于导热PI模压塑料的研究工作确很缺乏。

发明内容

本发明的目的就是要提供一种导热聚酰亚胺复合模压塑料及其制造方法，以丰富导热聚酰亚胺材料的存在形式，扩大导热聚酰亚胺材料的应用范围。

本发明制备得到的聚酰亚胺复合材料具有高导热、力学性能优异等特点，可应用在航空航天、电子封装等诸多领域。