[发明专利]一种高导热的高分子聚合物复合导热材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高导热的高分子聚合物复合导热材料及其制备方法，涉及导热材料技术领域，是向高分子聚合物导热材料基体中添加Ag/MXene薄片复合材料获得的；本发明还公开了一种高导热的高分子聚合物复合导热材料的制备方法，步骤如下：将Ag/MXene薄片复合材料分散到有机溶剂中，然后加入到聚氨酯预聚体中，在保护气氛下，升温搅拌分散；向上述反应体系中加入多异氰酸酯和催化剂，升温，搅拌反应，将混合后物料除气泡，倒入模具中，固化，即得。本发明将Ag/MXene薄片复合材料添加到聚氨酯等高分子聚合物导热材料基体中，能够显著提高材料的导热性能，可应用于电子封装材料；且其制备方法有效可控，经济环保。

技术领域

本发明涉及导热材料技术领域，尤其涉及一种高导热的高分子聚合物复合导热材料及其制备方法。

背景技术

随着电子集成技术的迅速发展，电子元器件、电子设备越来越向着小、轻、薄等方向发展，然而随着工作频率的不断增加，电子器件就会不可避免地产生大量由于电功率损耗的热量，使得电子器件电路的工作温度不断升高，这就导致一些对温度敏感的元器件失效。因此，研制高导热的散热材料就成立一个亟待解决的问题。

传统聚合物材料具有质量轻、加工性能好、电绝缘性能好、成本低、能大规模生产，是制备导热材料的良好选择。但是聚合物是热的不良导体，构建结构性导热聚合物的条件极为苛刻，很难实现工业化生产。为了提高聚合物的导热系数，以往的研究大多采用在聚合物基体中加入高含量(30-50wt％)的传统导热填料(例如石墨烯、碳纤维、SiC、Al₂O₃、BN等)的方法。如此高含量的导热填料会导致改性之后的复合高分子材料不仅质量重，而且还降低了聚合物本身优异的力学性能，并且其在与聚合物固化过程中，相容性差，导致其在聚合物基体中很难均匀分散，导热性能提高也不显著。上述聚合物材料存在散热性能差的问题，阻碍了其在电子器件中的进一步应用。因此，研究制备高导热性和超低填料载荷的导热填料及其聚合物复合材料具有重要意义。

MXene作为一种新型的二维过渡金属碳化物或氮化物，具有石墨烯类二维层状结构，由HF选择性地蚀刻MAX相的Al原子层合成。其化学通式可用M_n+1X_nT_x表示，其中M指过渡族金属，X指C或/和N，n一般为1～3，T_x指表面基团(如-OH、-F、-O等)。它具有石墨烯高比表面积、高电导率的特点，又具备组分灵活可调，最小纳米层厚可控等优势，已在储能、吸附、传感器、导电填充剂等领域展现出巨大的潜力。如今，MXene在导热领域的应用还较少，由于其导热性能优良，并且其表面存在较多的官能团，比如-F，-OH，-O等，可与高分子聚合物基体有较好的相容性，可被作为高导热聚合物复合材料的理想型填料，只是纯的MXene的导热性能并不理想。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种高导热的高分子聚合物复合导热材料及其制备方法。

本发明提出的一种高导热的高分子聚合物复合导热材料，是向高分子聚合物导热材料基体中添加Ag/MXene薄片复合材料获得的。

优选地，所述Ag/MXene薄片复合材料的添加量为高分子聚合物导热材料基体质量的0.1～2.2wt％；优选地，所述Ag/MXene薄片复合材料中Ag的质量百分含量为0.2～2.0wt％。

优选地，所述Ag/MXene薄片复合材料的制备包括以下步骤：

S11、用HF溶液刻蚀MAX相Ti₃AlC₂粉末，洗涤，干燥，得多层Ti₃C₂T_x粉末；