[发明专利]一种氮化硼-羧基化聚芳醚-聚酰亚胺复合材料及其制备方法

说明书

本发明提供了一种氮化硼‑羧基化聚芳醚‑聚酰亚胺复合材料及其制备方法，属于导热复合材料技术领域。本发明利用氮化硼与羧基化聚芳醚上的羧基产生氢键的相互作用力，将氮化硼分散在羧基化聚芳醚中富集形成导热相，为声子导热过程传输提供通道，降低声子在界面处的散射，有效提高复合材料的导热系数。本发明利用聚酰亚胺织物作为力学支撑网络，有效提升复合材料的力学性能，克服复合材料在填料添加量较大时力学性能遭到破坏的问题，赋予复合材料良好的力学性能。

技术领域

本发明涉及导热复合材料技术领域，尤其涉及一种氮化硼-羧基化聚芳醚-聚酰亚胺复合材料及其制备方法。

背景技术

随着LED照明和微电子封装技术的发展，电子元器件和电子设备均朝着微型化和高度集成化的方向发展。随着电子设备性能的提高，散热问题成为制约设备安全性和可靠性的关键问题。因此对高导热材料的需求越来越迫切。导热聚合物具有质量较轻、易加工成型和耐化学腐蚀等优点，正在向传统导热材料所应用的领域逐渐发展。尤其是填充型导热聚合物，其制备方法简单、易于批量生产且成本不高，是极具应用前景的导热材料。因此，为了满足日益扩大的市场需求，提高填充型导热聚合物复合材料的热导率是十分必要的。

为了获得高性能复合材料，研究人员通过各种方法将填料分散在聚合物基体中，但是因填料聚集而产生的应力集中会降低复合材料的性能。事实上，填料添加量较低时填料被树脂基体包裹，形成“海岛结构”，此时填料间彼此是孤立的，不利于导热系数的提高。当填料添加量较多时，填料在聚合物基体内部易发生团聚，影响复合材料的机械性能，同时又会提高复合材料的制备成本。中国专利(CN110804268A)公开了一种六方氮化硼(h-BN)/聚乙烯醇(PVA)/木质素纳米颗粒(LNP)/纳米纤维素(CNF)导热复合膜材料及其制备方法，通过真空抽滤h-BN悬浮液得到h-BN薄片，再将PVA/LNP/CNF混合悬浮液浇铸于h-BN薄片上，干燥成型后得到h-BN/PVA/LNP/CNF导热复合膜材料。但是填料种类增加的同时也使界面增加，界面热阻变大，使复合材料的导热系数的提升受到限制。

因此，通过合适的方式增强填料与聚合物之间的相互作用，使之均匀分散且填料粒子之间不孤立，在材料内部形成导热通路提高复合材料的热导率，同时建立力学增强网络，保证材料的力学性能是十分必要的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种氮化硼-羧基化聚芳醚-聚酰亚胺复合材料及其制备方法，所制备的氮化硼-羧基化聚芳醚-聚酰亚胺复合材料具有优异的导热性能，同时力学性能优异。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种氮化硼-羧基化聚芳醚-聚酰亚胺复合材料的制备方法，包括以下步骤：

将酚酞啉类单体、二卤单体、二酚单体、催化剂、带水剂和第一溶剂混合，依次进行带水和聚合反应，得到羧基化聚芳醚；

将所述羧基化聚芳醚、氮化硼和第二溶剂混合，得到分散液；

将所述分散液涂覆于聚酰亚胺织物表面后，在水中进行相转变，得到复合物；

将所述复合物进行热压，得到氮化硼-羧基化聚芳醚-聚酰亚胺复合材料。

优选的，所述酚酞啉类单体具有式I所示结构：

其中，R₁、R₂和R₃独立为-H，-CH₃，-CH₂CH₃，-CH₂CH₂CH₃或-CH(CH₃)₂；