[发明专利]一种高导热聚苯硫醚材料的制备方法及制备的材料

说明书

技术领域

本发明涉及材料领域，尤其是高分子材料领域，具体为一种高导热聚苯硫醚材料的制备方法及制备的材料。

背景技术

近年来，随着电子组装技术和封装技术的迅速发展，组装密度大幅提高，在电子元件和电路体积成千上万倍缩小的同时，相应工作频率却急剧增加，从而导致其工作稳定性急剧下降。例如在计算机领域，随着CPU运行频率和速度的大幅提高，CPU所产生的热量成倍增加。根据Arhennius公式，温度每升高10℃，电子元器件的寿命将降低1/2。因此，为了保证CPU在使用温度下依然正常运行，并延长其使用寿命，就必须将产生的热量迅速散去。

在航天航空领域，飞行器在飞行过程中会因摩擦产生大量的热量，因此，飞行器的安全飞行对材料的耐热性能和综合性能要求高。目前，具有良好耐热性能的材料加工较为困难，且价格昂贵。如果材料具有优异的散热性能，则对其耐热性能的要求就不会如此苛刻，加工也会变得相对容易。

在汽车领域，为了降低车体重量，减少车体噪音及车体内部灰尘，使汽车更加美观，汽车的缸盖罩、发动机罩和进气管系统等零配件普遍采用塑料制造。由于缸盖罩等此类零配件距离发动机较近，因而温度较高。如果能够将发动机所产生的热量快速散去，必将大幅提高此类零件的使用寿命。

因此，研制导热性能良好、综合性能优异的高分子复合材料，对于电子、航空航天及汽车制造等领域的材料设计及拓展，具有非常重要的意义。聚苯硫醚的结构独特，其具有良好的耐高温和热稳定性、优良的耐化学腐蚀性、优异的物理力学性能、良好的黏接性能、良好的尺寸稳定性、优良的阻燃性、良好的电性能。由于聚苯硫醚树脂具有前述诸多优异性能，因而使得其广泛应用于机械、电子、化工及航空航天领域。然而，聚苯硫醚树脂的导热系数不高，限制了其在散热领域等的应用。因此，研制高导热聚苯硫醚复合材料，能够拓宽其在航空航天、化工散热等领域的应用。目前，公开的导热聚苯硫醚复合材料主要采用导热填料共混的方式进行制备。

中国专利申请CN200810025883.6将聚苯硫醚、氧化镁、长玻纤、偶联剂、分散剂和润滑剂按一定比例共混挤出，所制备材料的导热系数最高仅为1.696W/m.K；中国专利申请CN200810025884.0利用硫化锌为导热填料制备了防静电导热聚苯硫醚复合材料，但该材料的导热系数不超过1W/m.K；中国专利申请CN1244887利用石墨制备出导热聚苯硫醚复合材料，该材料的断裂伸长率在10%以上，其应用范围相对较窄；中国专利申请200710012359.8利用碳纤维、玻璃纤维、金属粉末、炭黑粉末以及无机填料制备了导热聚苯硫醚材料，所制备材料中导热导电材料添加量为10~25%，但其韧性仍然不理想；中国专利申请CN201110261250.7利用纳米级导热金属纤维材料、无机填充材料、导热粉末材料和氧化铝陶瓷纤维制备一种导热聚苯硫醚复合材料，然后该材料中，金属纤维密度较大，使得该材料质量较重；中国专利申请201210051775.2采用导热剂NP325、偶联剂、增韧剂、接枝改性剂、稳定剂和其它助剂制备了一种导热系数为11.2W/m.K的聚苯硫醚复合材料，该材料具有较好的韧性，但其强度难以作为结构材料使用。