[发明专利]一种导热高分子材料的制备方法

说明书

本发明提供一种导热高分子材料的制备方法，所述制备方法至少包括以下步骤：1)将高分子材料溶解在溶剂中，加入导热填料混合后形成高分子材料混合液；2）将高分子材料混合液与絮凝溶剂混合获得复合材料母粒。本发明通过溶液共混的方法可以有效改善导热填料在高分子材料基体内部的分散性，从而使得导热填料在基体中形成的导热通路可以从一个表面到达另一个表面，并且不会有填料分布不均匀导致的热量聚集。

技术领域

本发明涉及一种高分子材料，特别是涉及一种导热高分子材料的制备方法。

背景技术

高分子材料与金属和无机非金属材料相比具有低加工成本、重量轻、易成型、可回收、优良的力学性能、可适应范围广等特性。高分子材料已经成为国民经济建设与人民日常生活所必不可少的重要材料。但是，高分子材料自由电子运动受限制而普遍被认为是热绝缘体，导热系数通常在0.3W/mK以下，这大大限制了高分子材料在散热和导热材料领域的应用。因此，在保证高分子材料原有特性的前提下，赋予高分子材料导热性能可以极大的扩展高分子材料的应用范围，并且也是一个很大的挑战。

目前，制备导热高分子材料的方法之一是使用高分子材料本身作为原料，在精确控制加热和拉伸的条件下，使极高分子量的高分子材料的分子链在同一个方向排列。尽管用这种方法制得的高分子材料在延着分子链排列的方向上具有很高的导热系数(104W/mK)，但是对于条件控制和原料的选择的苛刻要求，并不适合大规模的生产。

在传统的高分子复合材料生产工艺中，挤出造粒过程是必不可少的。这种物理共混法容易使得填料在高分子材料基体中聚集，形成产品内部及表面的缺陷，从而对产生的性能造成影响。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种导热高分子材料，其以溶液法为基础直接造粒，取代传统的挤出造粒的生产工艺，用于解决现有技术中高分子材料导热性能差，加工不易以及高分子材料混合不均匀导致的缺陷的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明是通过包括如下的技术方案实现的。

本发明提供一种导热高分子材料的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

1)将高分子材料溶解在溶剂中，加入导热填料混合后形成高分子材料混合液；

2)将高分子材料混合液与絮凝溶剂混合获得复合材料母粒。

而后，可以将获得的复合材料母粒挤出注塑成型或涂覆成膜。

优选地，以所述导热填料与高分子材料的总质量为基准计，所述导热填料的质量百分含量为1～44wt％。

优选地，所述高分子材料选自聚碳酸酯(PC)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚醚酰亚胺(PEI)、聚苯乙烯(PS)和聚乙烯醇(PVA)中的一种或多种。更优选地，所述高分子材料为聚碳酸酯。更优选地，所述聚碳酸酯为双酚A聚碳酸酯。

优选地，所述导热填料为选自石墨、石墨烯、碳纳米管、氮化硼、氧化铝、氮化铝、碳化硅、金属颗粒或金属纳米线中的一种或几种复合。更优选地，所述碳纳米管包括单壁碳纳米管和多臂碳纳米管。更优选地，所述金属颗粒或金属纳米线中的金属选自银、金和铜中的一种或多种。更优选地，所述导热填料选自石墨和石墨烯中的一种或两种。更优选地，所述石墨平均粒径为5～15μm。更优选地，所述石墨烯的粒径为80～650μm，所述石墨烯中石墨片层数为10～20层。

优选地，当高分子材料为聚碳酸酯时，所述溶剂为1,3-二氧戊环；当高分子材料为ABS时，所述溶剂为二氯甲烷；当高分子材料为聚醚酰亚胺时，所述溶剂为N-甲基-2-吡咯烷酮；当高分子材料为聚甲基丙烯酸甲酯时，所述溶剂为丙酮；当高分子材料为聚苯乙烯时，所述溶剂为甲苯；当高分子材料为聚乙烯醇时，所述溶剂为乙酸。

优选地，所述絮凝溶剂为水或有机溶剂。