[发明专利]导热高分子复合材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种导热高分子复合材料的制备方法，包括如下步骤：将偶联剂改性的无机填料与氮化硼纳米片于溶剂中混合，分散均匀，加入纳米纤维，分散均匀，再加入胶黏剂和引发剂，混合均匀，形成混合溶液；将所述混合溶液进行静电纺丝并固化。上述方法能够加大导热高分子复合材料的热量传输，提高导热性能，同时，上述方法制备得到的导热高分子复合材料还具有良好的介电性能以及电绝缘性能。

技术领域

本发明涉及电子设备散热技术领域，特别是涉及一种导热高分子复合材料及其制备方法。

背景技术

随着各类电子设备的高速发展，微电子技术不断趋向小型化、多功能化，而由于其工作频率的不断增加，导致产生大量的热量，例如某些超高性能计算机，其处理器模块的功率可达200W～300W，若不能及时进行散热，或者热量高于电子设备温度最高阀值，其稳定性及工作效率则会大幅降低，从而严重影响设备的可靠性和使用寿命。因此，能否及时且高效散热成为影响电子设备能否维持长期稳定工作的关键因素。

为了提高电子设备的散热能力，电子设备中经常使用导热材料。目前最常使用的导热材料多为金属、金属氧化物、碳化物及氮化物等材质，但这类导热材料的耐腐蚀性差、加工性能差，限制了其在导热材料中的应用。

相比之下，高分子基材形成的复合材料性能更加显著，应用前景更加广泛。例如，高分子导热灌封胶及界面封装材料具良好的介电性能以及电绝缘性能，已被广泛应用于各类电子设备中。然而传统的高分子导热灌封胶及界面封装材料的导热性能极差，不利于电子设备的散热，因此，如何有效地提高高分子基材的导热系数对高功率密度电子器件的发展具有重要意义。

例如，公开号为CN113637275A的中国专利(公开日为2021年11月12日)公开了一种荷电化聚噻吩改性石墨烯导热填料及基于其的导热高分子复合材料，可以通过荷电化大分子中季铵盐与石墨烯之间形成的阳离子-π作用，增强石墨烯层间的热传递性能，从而实现在低含量填料填充下显著提高聚合物复合材料的导热性能。但是石墨烯纳米片分散性差，趋向于聚集，从而导致聚噻吩与石墨烯之间具有较大的界面热阻，缺乏足够的热导传输路径。

又例如，公开号为CN113604190A的中国专利(公开日为2021年11月05日)公开了一种紫外光固化型导热灌封胶及其制备方法与应用，通过预处理方法混合偶联剂和无机导热填料，使材料内部会形成稳定的导热网络，得到的导热灌封胶内部结构更稳定，不易开裂或粉化，能够提升抗老化能力，具有固化前流动性好、固化后高回弹性、高导热、耐高温老化、且固化速度快等特点。但若是想要达到满意的导热效果，需要大量的无机填料进行填充，从而会影响导热灌封胶的性能。

可见，传统的高分子基材的导热材料难以同时实现对导热性能、介电性能、绝缘性能等多种性能同时兼顾的目的，因此，亟需开发出一种新的既拥有良好的导热性能，又不影响材料原有特性(如介电性能、绝缘性能等)的导热高分子复合材料。

发明内容

基于此，有必要提供一种能够提高导热性能且同时不会影响其介电性能和电绝缘性能的导热高分子复合材料及其制备方法。

本发明提供一种导热高分子复合材料的制备方法，包括如下步骤：

将偶联剂改性的无机填料与氮化硼纳米片于溶剂中混合，分散均匀，加入纳米纤维，分散均匀，再加入胶黏剂和引发剂，混合均匀，形成混合溶液；

将所述混合溶液进行静电纺丝并固化。

在其中一个实施例中，所述偶联剂改性的无机填料、所述氮化硼纳米片、所述纳米纤维、所述胶黏剂以及所述引发剂的质量比为(0.1～2):10:(1～20):(100～300):(0.1～1)。

在其中一个实施例中，所述偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂以及铝酸酯偶联剂中的一种或多种的混合；和/或