[发明专利]一种高分子基导热复合材料及其制备方法

权利要求书

1.高分子基导热复合材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法为：以高分子纤维为基体，通过定构加工的方式赋予高分子纤维沿垂直方向整齐排列的结构，然后将所述整齐排列的结构固化从而实现了使热量能够沿纤维的垂直方向传输；最后将固化后的高分子纤维沿垂直方向切为厚度均匀的薄片，得到高分子基导热复合材料。

2.根据权利要求1所述的高分子基导热复合材料的制备方法，其特征在于，所述高分子纤维选自：超高分子量聚乙烯纤维、聚对苯撑苯并二噁唑纤维、尼龙纤维、聚酯纤维、聚2,5-二羟基-1,4-苯撑吡啶并二咪唑纤维或芳纶纤维中的至少一种。

3.根据权利要求1或2所述的高分子基导热复合材料的制备方法，其特征在于，所述定构加工采用下述方法：先将高分子纤维加工制作为等长的纤维，然后将等长的高分子纤维利用模具定构成一束纤维束，从而赋予高分子纤维沿垂直方向整齐排列的结构，得到高分子聚合物纤维束。

4.根据权利要求3所述的高分子基导热复合材料的制备方法，其特征在于，所述高分子纤维的长度为10～100cm；

进一步，所述等长的纤维的长度为0.5～10cm；

进一步，所述纤维束的直径为1～50mm。

5.根据权利要求1～4任一项所述的高分子基导热复合材料的制备方法，其特征在于，将所述整齐排列的结构固化的方法为：在具有沿垂直方向整齐排列结构的高分子纤维中加入可固化物质，然后通过外界刺激使可固化物质连同高分子纤维一起成型；其中，可固化物质为可固化的高分子聚合物或其单体、预聚物；

进一步，所述可固化物质中的可固化的高分子聚合物选自：可塑性的热固性聚合物、光固化性聚合物或相变储能聚合物；

更进一步，所述可塑性的热固性聚合物选自：聚二甲基硅氧烷、酚醛树脂、硫化橡胶、或环氧树脂；

进一步，所述可固化物质的加入量为高分子纤维质量的1％～60％。

6.根据权利要求5所述的高分子基导热复合材料的制备方法，其特征在于，将所述整齐排列的结构固化的方法为：于60～120℃加热3～24小时，或以紫外光/红外光照射10分钟以上使可固化物质固化，或在基体中加入诱导剂后固化30分钟以上。

7.根据权利要求1～6任一项所述的高分子基导热复合材料的制备方法，其特征在于，所述高分子基导热复合材料的制备方法依次包括以下步骤：

步骤1)：将高分子纤维加工制作为等长的纤维；

步骤2)：将等长的高分子纤维利用模具定构成一束，赋予其垂直方向整齐排列的结构，得到高分子纤维束；

步骤3)：在真空条件下，将可固化物质加入装有高分子纤维的模具中，得到高分子纤维/可固化物质束；

步骤4)：将装有高分子纤维/可固化物质束的模具于60～120℃加热3～24小时，或以紫外光照射10分钟以上使可固化物质固化；

步骤5)：将固化后的高分子纤维束，沿纤维的垂直方向切为厚度均匀的薄片，得到高分子基导热复合材料。

8.一种高分子基导热复合材料，其特征在于，所述复合材料采用权利要求1～7任一项所述的方法制得。

9.一种提高高分子纤维导热性能的方法，其特征在于，所述方法为：通过定构加工的方式赋予高分子纤维沿垂直方向整齐排列的结构，然后将所述整齐排列的结构固化从而实现了使热量能够沿纤维的垂直方向传输；最后将固化后的高分子纤维沿垂直方向切为厚度均匀的薄片即可。

10.高分子基导热复合材料可用作热界面材料，导热封装或外壳材料，热能输送、热电、热能存储领域，所述高分子基导热复合材料采用权利要求1～7任一项所述的方法制得。