[发明专利]一种导热聚砜复合材料及其制备方法

说明书

本发明特别涉及一种导热聚砜复合材料及其制备方法，属于高分子材料技术领域，复合材料的成分包括聚砜微球、聚合物和改性导热填料，其中，所述改性导热填料为聚多巴胺包覆的氮化硼纳米片；改性导热填料与聚合物之间的相容性增加，并且利用聚合物的高流动性和聚砜微球的挤压使得导热填料沿着聚砜微球排列，形成了导热网络，从而提高了聚砜复合材料的导热性能。

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，特别涉及一种导热聚砜复合材料及其制备方法。

背景技术

随着现代电子技术的快速发展，电子器件进一步小型化、高度集成化和高性能化，这对导热绝缘材料的性能提出了更高的要求，目前使用的散热材料因其较低的导热系数，在处理散热问题时往往会力不从心，无法达到现代电子设备的应用需求。如果不能将积累的热量及时地扩散出去，设备内部因过高温度会严重影响电子器件的使用寿命和使用性能。传统导热绝缘聚合物存在填料的团聚、界面热阻大等问题，难以兼顾高热导率和高的机械性能，在散热领域的发展存在巨大瓶颈。

聚砜为琥珀色非晶型透明高分子材料，硬度和冲击强度高，无毒，耐热耐寒性和耐老化性能好，可在－100～175℃下长期使用，在电子电器工业常用于制造集成线路板、线圈管架、接触器等器件。但聚砜材料热导率低，环境温度变化会出现局部热聚集，造成热疲劳失效和应力开裂等系统失稳问题，影响其使用性能的发挥。因此，有必要对聚砜材料的导热性能进行改性，使其在电子集成技术领域拥有更为广泛的应用前景。

导热高分子材料分为本征型导热高分子和填充型导热高分子。本征型导热高分子通过在制备过程中改变聚合物的链段结构，形成规整排列以提高其自身热导率；本征型导热高分子材料通过制备共轭结构或高倍拉伸或增强基体的微观有序结构来改变分子链和链段结构，从而提高其自身热导率，不存在相容性，界面热阻，但是其制备方法比较苛刻，无法在实际生产中大规模使用。填充型导热高分子通过共混、成型将导热填料封装在聚合物基体中，通过导热填料形成导热通路，提高复合材料的热导率。填充型高分子材料通常是使用溶液共混、熔融共混、机械共混和悬浮/乳液的制备方法将填料引入到聚合物基体中，然而,填料的引入可能会形成界面不相容等缺陷,致使复合材料的导热性能较差。一般提升填充型高分子复合材料的导热性能主要有两个方面：一是通过对填料进行改性来减小声子散射,降低界面热阻,提升填料在聚合物基体中的分散性；二是通过调控导热填料的分散状态来构建良好的导热网络。填充型高分子材料制备方法相对简单，可以采用不同的加工工艺来制备复合材料，如果直接填充导热填料，随机分散的导热填料极易产生声子散射继而造成极大的填料/基体和填料/填料的界面热阻等问题，而且不能形成导热网络极大的阻碍了复合材料的导热性能。

发明内容

本申请的目的在于提供一种导热聚砜复合材料及其制备方法，以解决目前聚砜材料的导热性能不佳的问题。

本发明实施例提供了一种导热聚砜复合材料，所述复合材料的成分包括聚砜微球、聚合物和改性导热填料，其中，所述改性导热填料为聚多巴胺包覆的氮化硼纳米片。

可选的，所述聚合物为聚丙烯和/或聚乙烯。

基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种如上所述的导热聚砜复合材料的制备方法，所述方法包括：

把氮化硼纳米片和改性剂进行混合，得到待反应溶液；

采用三(羟甲基)氨基甲烷将所述待反应溶液的pH调节至设定值，反应后进行分离和干燥，得到改性导热填料；

把聚合物、纳米管和所述改性导热填料进行混合造粒，得到改性聚合物；

把聚砜微球和所述改性聚合物进行混合后热压成型，得到导热聚砜复合材料。

可选的，所述改性剂包括多巴、多巴胺和盐酸多巴胺中的至少一种。

可选的，所述设定值为8-9。