[发明专利]一种酚酞聚芳醚腈酮/石墨烯导热复合材料及其制备方法

说明书

本发明涉及导热塑料技术领域，具体涉及一种酚酞聚芳醚腈酮/石墨烯导热复合材料及其制备方法。本发明导热复合材料由酚酞聚芳醚腈酮、石墨烯、辅助填料、分散剂、相容剂和润滑剂组成。本发明采用石墨烯填充PEK‑CN制得成本低、导热效果佳的导热塑料，满足制件的使用要求，领域突破，是取代散热电子器的有效方法之一。本发明获得的产品性能优异，兼顾导热和力学性能，工艺简单，工艺控制要求较低，且实验不涉及复杂操作过程，易于在现有加工设备中实现。

技术领域

本发明涉及导热塑料技术领域，具体涉及一种酚酞聚芳醚腈酮/石墨烯导热复合材料及其制备方法。

背景技术

近年来，电子产品逐渐向着轻、薄、小的方向发展，同时高频工作环境使电子元器件产生的热量迅速增加，温度也随之迅速升高，若热量不能及时散出，会加剧产品的老化和损坏，从而降低产品的性能、可靠性和寿命。因此，当前电子和能源领域对于材料的导热性能提出了越来越高的要求。高分子复合材料因其低密度、易加工、耐化学腐蚀以及优异的力学性能等优点在变压器电感、电子元器件散热、特种电缆、电子封装等领域大放异彩，成为解决电子领域散热问题的候选材料。

酚酞聚芳醚腈酮(PEK-CN)具有耐高温、良好的韧性和刚性、耐疲劳性、物理稳定性及绝缘稳定性等优点，广泛应用于航空航天、电子电器、交通运输等领域。然而PEK-CN本身的导热系数很低，不利于热量的传导。

发明内容

为弥补现有技术的不足，本发明在高分子PEK-CN中添加具有高导热系数的填料来提高其导热性能，提供一种酚酞聚芳醚腈酮/石墨烯导热复合材料及其制备方法，以解决现有技术中酚酞聚芳醚腈酮导热率低的问题。

本发明采用以下技术方案：

一种酚酞聚芳醚腈酮/石墨烯导热复合材料由酚酞聚芳醚腈酮、石墨烯、辅助填料、分散剂、相容剂和润滑剂组成；原料重量份数为酚酞聚芳醚腈酮60～90份、石墨烯0～40份、辅助填料0～20份、分散剂0～1份、相容剂0～3份和润滑剂0～3份。

所述的酚酞聚芳醚腈酮为酚酞型酚酞聚芳醚腈酮，具有式(1)所示的结构。

所述酚酞聚芳醚腈酮的密度为1.260g/cm³，熔点为334℃。

所述酚酞聚芳醚腈酮是粒径为1～20μm的白色粉末状材料。

所述的石墨烯选自纯石墨烯、氧化石墨烯、羧基化石墨烯和水性浆料石墨烯的一种或几种的混合物。

所述的辅助填料为氮化硼、氮化铝、碳化硅、炭黑、碳纤维和碳纳米管中的一种或几种的混合物。

所述的分散剂为硬脂酞胺、硬脂酸单甘油酯和低分子离聚物的一种或几种的混合物。

所述的相容剂为KBM-403、KH550和KH560的一种或几种的混合物。

所述润滑剂为PE蜡、微晶石蜡和低分子量聚丙烯的一种或几种的混合物。

本发明同时请求保护一种酚酞聚芳醚腈酮/石墨烯导热复合材料的制备方法，包括如下步骤：

(1)将酚酞聚芳醚腈酮、石墨烯、辅助填料、分散剂、相容剂和润滑剂称量在高速混合机混合均匀，制得混合物A；

(2)将混合物A在干燥处理，制得混合物B；

(3)将步骤(2)所得的混合物B于模具中，在平板硫化机中冷压处理，取出后迅速放入在高温老化箱中烧结，最后再于平板硫化机中冷压处理，脱模后制备得到小薄片，完成酚酞聚芳醚腈酮/石墨烯导热复合材料制备过程。

在一些实施方式中，混合物A在120℃条件下干燥处理2～3h。