[发明专利]一种高导热各向异性聚合物基复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种高导热各向异性聚合物基复合材料，其特征在于，所述复合材料具有由若干复合纤维层层叠后热压形成的层叠结构；所述复合纤维层为导热填料覆盖于聚合物纳米纤维表面形成的复合纤维层。

2.如权利要求1所述的高导热各向异性聚合物基复合材料，其特征在于，所述聚合物纳米纤维为通过静电纺丝制备的聚合物纳米纤维；所述导热填料包括片状导热填料、线棒状导热填料或两者的混合填料。

3.如权利要求2所述的高导热各向异性聚合物基复合材料，其特征在于，所述片状导热填料选自氮化硼纳米片、氧化石墨烯纳米片、石墨烯、金属纳米片、过渡金属碳化物、氮化物(MXene)中的一种或多种；所述线棒状导热填料选自氮化硼纳米管、碳纳米管、碳化硅纳米线、MXene纳米管、金属纳米线中的一种或多种。

4.如权利要求1或2所述的高导热各向异性聚合物基复合材料，其特征在于，所述聚合物纳米纤维选自聚乙烯醇、聚偏氟乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、壳聚糖、纤维素、聚丙烯晴、聚酰亚胺、聚氨酯中的一种或多种。

5.如权利要求1所述的高导热各向异性聚合物基复合材料，其特征在于，所述复合纤维层中导热填料的填充体积为0.1-50％；所述复合材料中导热填料取向排列；热导率具有各向异性。

6.一种如权利要求1所述的高导热各向异性聚合物基复合材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

A、将聚合物溶解于溶剂A中进行静电纺丝制备聚合物纳米纤维无纺布；

B、导热填料分散在溶剂B中通过高压静电喷溅附着在所述聚合物纳米纤维无纺布上，得到复合纤维层；

C、将所述复合纤维层裁剪成预设尺寸，层层堆叠，制成聚合物复合毡；

D、将所述聚合物复合毡进行常温模压后，在高于所述聚合物熔点的温度下热压成型，退火，得到所述高导热各向异性聚合物基复合材料。

7.如权利要求6所述的高导热各向异性聚合物基复合材料的制备方法，其特征在于，步骤A中，所述溶剂A包括N,N-二甲基甲酰胺、四氢呋喃、乙醇、丙酮、去离子水、二甲基亚砜和乙酸乙酯中的一种或几种。

8.如权利要求6所述的高导热各向异性聚合物基复合材料的制备方法，其特征在于，步骤A中，所述静电纺丝时间为10-40分钟，电压为10-30kV，温度为15-35℃，纺丝液流量为0.1-2mL/h。

9.如权利要求6所述的高导热各向异性聚合物基复合材料的制备方法，其特征在于，步骤B中，所述溶剂B包括N,N-二甲基甲酰胺、四氢呋喃、乙醇、异丙醇、丙酮、去离子水、二甲基亚砜和乙酸乙酯中的一种或几种。

10.如权利要求6所述的高导热各向异性聚合物基复合材料的制备方法，其特征在于，步骤B中，高压静电喷溅时间为10-120分钟，电压为10-40kV，温度15-35℃，喷溅液流量为0.1-2mL/h。