[发明专利]一种高导热复合材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种高导热复合材料的制备方法，包括以下步骤：按重量份配比将导热材料、分散剂、天然有机高分子材料和聚合物粉末加入到水溶液中进行预分散处理，预分散处理后转移到蒸压反应釜中进行热处理，加热处理后进行干燥处理，干燥后加入有机溶剂中，研磨，通过静电纺丝技术，得到微米级混合的导热聚合物纤维丝，再将导热聚合物纤维丝利用双螺杆挤出机熔融挤出、造粒，制得高导热聚合物母粒。本发明同时具有导热填料添加量低、导热性能优越、分散性好等优点，并且拥有良好的机械性能，在得到高热导率的同时具有很好机械性能，解决了导热填料与聚合物基体的亲和性差且分散不匀，热导率提高的同时力学性能下降等问题。

技术领域

本发明涉及高导热复合材料技术领域，具体为一种高导热复合材料的制备方法。

背景技术

塑料具有质轻，化学性稳定，耐腐蚀，易于加工等优点，在电子电器、包装行业、汽车工业、机械制作及航天航空等方面具有广泛的应用。然而塑料的热导率低，限制了其应用。

为了获得高导热的塑料，通常的手法为添加导热填料，如：汪文等采用石墨烯为导热填料，添加到聚丙烯材料中，当石墨烯含量为60％时，导热系数提高到1.32W/(m·K)，比纯聚丙烯提高了14倍，但热稳定性随之降低。

专利ZL200510101700.0公开了一种注塑成型的绝缘导热塑料，以金属氧化物、碳化硅为导热填料，当氧化铝、氧化镁填料与聚苯硫醚基体比例为7:1时，导热系数在1.967W/(m·K)，拉伸强度为41.4MPa，比纯的聚苯硫醚(63MPa)降低34％。填料的添加量成为导热的决定因素，而大量填料必然导致聚合物机械性能、加工性能的降低，限制其应用。

专利CN108017820A披露了一种纤维增强高密度聚乙烯/石墨烯复合材料及其制备方法，以植物纤维和石墨烯为添加剂进行混杂填充，这种方式虽能在一定程度上改善复合材料的力学性能，但对导热性能的影响有限。

在当前的研究中，填料与聚合物基体的亲和性差且分散不匀，热导率提高的同时力学性能下降，这都限制了导热复合材料的应用。

发明内容

针对上述存在的技术不足，本发明的目的是提供一种高导热复合材料的制备方法，以解决背景技术中提出的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

本发明提供一种高导热复合材料的制备方法，包括以下步骤：

1)按以下组分及重量份配比配料：导热材料0.1-10份、分散剂0.5-2份、天然有机高分子材料1-5份、聚合物粉末100份；

2)将导热材料、分散剂、天然有机高分子材料、聚合物粉末按照步骤1)的配比加入到水溶液中进行预分散处理，预分散处理后转移到蒸压反应釜中进行热处理；

3)将步骤2)所得溶液进行干燥处理，经干燥后加入有机溶剂中，研磨，通过静电纺丝技术，得到微米级混合的导热聚合物纤维丝；

4)将步骤3)所得导热聚合物纤维丝利用双螺杆挤出机熔融挤出、造粒，制得高导热聚合物母粒。

优选地，所述的导热材料为新型碳材料、高导热无机非金属材料、金属或金属氧化物材料中的一种或几种；所述的天然有机高分子材料为淀粉、壳聚糖、纤维素或环糊精中的一种或几种；所述聚合物粉末为聚乙烯、聚丙烯中的一种或几种；所述分散剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂的一种或几种。

优选地，所述步骤3)中的有机溶剂为N,N二甲基甲酰胺。

优选地，所述步骤3)的研磨细度为≤1μm，导热聚合物纤维丝的直径为5～10μm之间。

优选地，所述步骤2)中蒸压反应釜热处理的条件为釜内温度大于140℃，压力大于0.2MPa，反应过程持续搅拌。