[发明专利]一种导热填料、制备方法、含有它的树脂复合材料及其用途

说明书

本发明提供了一种导热填料、制备方法、含有它的树脂复合材料及其用途。所述导热填料，表面修饰有液晶单体，所述液晶单体具有式(1)所示的结构。本发明通过官能团反应在填料表面接枝液晶单体，在改善填料及树脂基界面性能的同时，进一步提高了复合材料的热导率。

技术领域

本发明涉及树脂复合材料领域，具体涉及一种导热填料、制备方法、含有它的树脂复合材料及其用途。

背景技术

近年来,随着电子信息科学技术的长足发展,各类电子产品集成化程度日益提升,使得在运行过程中各元件产生的热量高度集中,严重影响设备的使用寿命,威胁设备的使用安全。因此,需要高性能导热材料将元件产生的热量及时导出,保证设备在合适的温度下稳定工作。

聚合物材料由于其成本较低,易于加工成型等显著优势,在导热材料领域被广泛研究。然而,聚合物材料导热系数普遍较低,难以满足实际需求。为进一步提高聚合物材料的热导率,最有效的方法是在其中掺入高导热填料。

在填充型导热聚合物方面，向热导率为0.18W/(m·K)环氧树脂聚合物中填充30％-50％的Al₂O₃、SiC、BN、AlN的导热填料(填料的热导率分别为33、80-120、280、300W/(m·K))，从而制备出热导率为1-23W/(m·K)的环氧树脂复合材料。研究发现，改变填料的种类或形状大小都只能在一定程度上提高导热树脂复合材料的热导率，树脂复合材料的热导率远不及填料的热导率。因此，如何改善树脂复合材料的热导率具有重要的研究意义。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术树脂复合材料热导率无法有效改善的缺陷，从而提供一种导热填料、制备方法、含有它的树脂复合材料及其用途，所述导热填料在改善填料和树脂基体界面性能的同时，可以进一步提高树脂复合材料的热导率。

本发明的发明人研究发现，当填料与树脂基体热导率比大于100时，继续增加填料的热导率对复合材料的热导率的增加影响甚微，当填料的热导率大于一定值后，填料的热导率并不是决定导热树脂复合材料的主要因素。

对于树脂而言，其随机的三维网络分子结构会引起的严重声子散射导致热导率低，声子的平均自由程越大，的导热性越好。因此，在树脂中提高声子的平均自由程或降低声子散射是提高其热导率的重要途径。发明人发现，提高有机物分子链的结晶度可以改善其导热性。采用液晶分子改性填料，可以在改善树脂与填料界面性能的同时，通过提高界面分子的结晶度，进一步提高树脂复合材料的热导率，并由此完成了本发明。

一种导热填料，所述填料表面修饰有液晶单体，所述液晶单体具有式(1)所示的结构：

其中，A选自-H、-CN、-CNH、-COO、-COS、任选被取代的芳基、任选被取代的C2-C12的烯基或任选被取代的C2-C12的炔基；

X为能够与羟基发生反应的基团；

Y选自任选被取代的C1-C12的烷基、任选被取代的C2-C12的烯基、任选被取代的C2-C12的炔基、任选被取代的C3-C10环烷基、具有1-3个选自N、O或S的杂原子的3-10元杂环烷基或环氧基。

若无相反说明，在本申请整个说明书中所用的如下术语应理解为具有如下含义：

术语“被取代的”是指特定的原子上的任意一个或多个氢原子被取代基取代，只要取代后的化合物是稳定的。术语“任选被取代的”是指可以被取代，也可以不被取代，典型但非限制性的取代基包括：C1-C4的烷基，例如甲基、乙基、正丙基、异丙基或正丁基。