[发明专利]一种提高聚偏氟乙烯散热性能的方法

说明书

本发明公开了一种提高聚偏氟乙烯散热性能的方法：步骤一、将3‑(异丁烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷和乙醇‑水溶液混合，加入乙酸调节pH至3～5，经超声振荡、水浴搅拌至充分混合；步骤二、将纳米Fe₃O₄加入步骤一中得到的混合溶液中，经超声振荡、水浴搅拌至充分混合，采用乙醇洗涤后干燥即得改性纳米Fe₃O₄；步骤三、将PVDF溶于二甲基甲酰胺中，加入步骤二得到的改性纳米Fe₃O₄，经超声振荡、水浴搅拌至充分混合，再倒至玻璃片上，静置脱泡后水洗，热压成型。本发明通过3‑(异丁烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷改性纳米Fe₃O₄并使其均匀分散在PVDF中，制备工艺简单，成本较低，且PVDF的散热性能得到大幅度提升。

技术领域

本发明属于功能材料技术领域，涉及一种提高聚偏氟乙烯散热性能的方法。

背景技术

近年来，随着电子集成技术高速发展，组装密度迅速提高，电子器件追求小型化，高频化，轻量化方向发展，而工作频率急剧增加，此时电子设备所产生的热量迅速积累和增加，工作环境温度也向高温方向迅速变化。为保证电子元器件长时间高可靠地正常工作，必须阻止工作温度的不断升高，因此及时散热能力就成为影响其使用寿命的重要因素，迫切需要研制高散热性能的聚合物材料。

聚偏氟乙烯(PVDF)因具有良好的耐化学腐蚀性、耐高温性、耐磨性和抗冲击性能等突出的综合性能已广泛应用于石油化工、电子电气、航空航天等领域。但由于聚偏氟乙烯因散热性差(0.18Wm-1k-1)使得其在应用过程中出现发热不易耗散、部件升温现象，影响器件的使用寿命和稳定性，从而影响了产品的使用性能。

研究指出，现有技术中主要通过填充高散热无机材料来解决聚偏氟乙烯散热性差的问题的。例如专利CN109082048A公开了一种基于石墨烯的高导热复合材料的制备方法，该方法通过在聚偏氟乙烯中填充石墨烯来提高其导热性能。但由于其石墨烯的制备工艺复杂、成本较高，需要在惰性气体的氛围下加工，且加热需要达到1000℃的高温，此专利提出的方法无法保证石墨烯在聚偏氟乙烯中均匀分散，所以散热的均匀性较差，以至此种方法难以满足实际工业生产需要。

发明内容

针对现有技术中存在的技术问题，本发明旨在提供一种提高聚偏氟乙烯散热性能的方法，通过3-(异丁烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷改性纳米Fe₃O₄并使其均匀分散在PVDF中，制备工艺简单，成本较低，且PVDF的散热性能得到大幅度提升。

为了实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案：

一种提高聚偏氟乙烯散热性能的方法，包含以下步骤：

步骤一

将3-(异丁烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷和乙醇-水溶液混合，加入乙酸调节pH至3～5，经超声振荡、水浴搅拌至充分混合；

步骤二

将纳米Fe₃O₄加入步骤一中得到的混合溶液中，经超声振荡、水浴搅拌至充分混合，采用乙醇洗涤后干燥即得改性纳米Fe₃O₄；

步骤三

将PVDF溶于二甲基甲酰胺中，加入步骤二得到的改性纳米Fe₃O₄，经超声振荡、水浴搅拌至充分混合，再缓慢均匀倒至洁净的玻璃片上，静置脱泡后用去离子水水洗，最后热压成型。

优选的，步骤一中，所述乙醇-水溶液中乙醇和水的体积比为3:1，3-(异丁烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷的质量分数为0.5～1wt％。

优选的，步骤一中，超声振荡频率为40～50Hz，时间为15～20min；水浴温度为40～50℃，时间为45min～60min。