一种高导热导电的聚芳基酯复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高导热导电的聚芳基酯复合材料及其制备方法，包括以下重量份原材料制备而成：30‑60份的聚芳基酯，5‑10份的乙烯基正丙醇，10‑25份的聚咪唑，2‑5份的水杨酸，2‑5份的氧化铜，3‑6份的金属纤维，2‑5份的石墨粉，1‑3份的偶联剂，1‑5份的交联剂；本发明专利技术复合材料具有导热常数大，导电性能高的优点，促进了聚芳基酯复合材料在需要快速散热电子器件上的应用。

【技术实现步骤摘要】
一种高导热导电的聚芳基酯复合材料及其制备方法
本专利技术涉及导热导电复合材料领域，具体涉及一种高导热导电的聚芳基酯复合材料及其制备方法。
技术介绍
随着电子技术的发展，产品的小型化、集约化已经成为趋势。尤其在通信、微波、航空航天、智能手机等领域，系统的工作频率逐步提高，芯片的处理能力逐步提升，如何提高电子系统的信号灵敏度、可靠性与散热成为热点。电子电器设备会产生大量热量，这些热量若不能及时排出，积聚到一定程度势必会对电子电器的元器件及设备本身造成损害。所以必须将其产生的多余热量及时、有效地传递到周围环境中去。在散热工业中传统的金属材料，因其制品的几何形状受到很大限制，并且此种散热装置与电子元件表面存在一定间隙，从而越来越容易地被一些热界面材料替代。为解决该课题，在PCB行业，普遍采用芯片嵌入金属基焊接的技术来解决接地与散热问题。目前的芯片焊接技术，主要是芯片与金属散热基之间采用锡片焊接，成本高，效率低，工艺复杂，普遍存在占焊接面积45～35％的空气泡，导致芯片的接地与散热功效大为降低，而且在高频领域容易造成信号完整性问题，大大降低了系统整体可靠性。随着材料科学技术的不断突破，一些专门应用与电子印刷线路板的导电导热材料产品应运而生。目前市场上的产品以及解决方案，还只能处理金属基到散热器的外围非关键点的导热导电问题，而没有涉及芯片侧的核心
因此，研制可以在芯片侧应用的导热导电材料，不但是材料技术方面的突破，而且在应用层面解决了PCB行业的关键点与创新性，促进了PCB产业链的发展，具有非常重要的经济价值和实用价值。对于一些既要有高导热、同时又有导电性要求的应用场合目前比较常规的方法是在高分子基材料中添加具有高导热系数和高导电性的填料(金属、碳等)。但采用这种方法制备的材料，由于导热填料的大量添加使复合材料的导电性能受到了严重的损害，同时导热导电性能的提高也不显著，一般很难高于2W/m.K。对于LED散热器、电器散热器等需要利用散热器面积快速传热的情况，如果材料的导热系数小，则其在长度方向上的热传导就非常困难，热量都集中在很小的区域中无法扩散，导致散热器的有效面积没有充分利用，影响了散热效率。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有聚芳基酯复合材料存在的导热系数低、导电性能差的缺陷，提供一种高导热导电的聚芳基酯复合材料及其制备方法；本专利技术利用高分子的三维网络交联和有机-无机的复合，使其具有导热系数大，导电性能好的优点，促进了导热导电材料在需要快速散热的电子器件上的应用。为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供了一种高导热导电的聚芳基酯复合材料，包括以下重量份原材料制备而成：30-60份的聚芳基酯，5-10份的乙烯基正丙醇，10-25份的聚咪唑，2-5份的水杨酸，2-5份的氧化铜，3-6份的金属纤维，2-5份的石墨粉，1-3份的偶联剂，1-5份的交联剂。一种高导热导电的聚芳基酯复合材料，利用多种有机物的相互交联聚合，形成结构稳定，导电性能优异的高分子三维网络结构，同时在三维网络结构中杂化不同导热导电材料，形成三维立体的散热导电结构，导电性能和散热速度增加，导热导电性能增大；同时，三维网络结构使聚合物力学性能增加，其工作温度更高；该聚芳基酯复合材料使用范围更大，有利于电子行业的发展。优选的，其中所述的聚芳基酯聚合度为200-500。优选的，其中所述的聚咪唑聚合度为40-80。优选的，其中所述的氧化铜的粒径为5-60纳米，粒径太大，不利于导热导电材料的在三维网络结构中的嵌入，不能形成立体散热导电结构，产品导热导电性能降低，粒径太小，分散困难，容易团聚。优选的，其中所述的金属纤维的直径为2-5nm，长度为10-50nm，直径和长度太大，不利于导热导电材料的在三维网络结构中的嵌入，不能形成立体散热导电结构，产品导热导电性能降低，粒径太小，分散困难，容易团聚。优选的，其中所述的石墨粉的粒径为5-50纳米，粒径太大，不利于导热导电材料的在三维网络结构中的嵌入，不能形成立体散热导电结构，产品导热导电性能降低，粒径太小，分散困难，容易团聚。优选的，其中所述的偶联剂为硅烷偶联剂，硅烷偶联剂对导热导电材料的偶联效果最好。优选的，所述一种高导热导电的聚芳基酯复合材料，包括以下重量份原材料制备而成：40-50份的聚芳基酯，5-8份的乙烯基正丙醇，15-20份的聚咪唑，2-3份的水杨酸，2-3份的氧化铜，2-3份的金属纤维，4-5份的石墨粉，1-2份的偶联剂、2-3份的交联剂。为了实现上述专利技术目的，进一步的，本专利技术提供了一种高导热导电的聚芳基酯复合材料的制备方法，包括以下步骤：（1）将氧化铜、金属纤维、石墨粉分散在乙烯基正丙醇中形成悬浮液；（2）将步骤1得到的悬浮液与水杨酸、偶联剂进行酯化、偶联反应，得有机-无机混合物；（3）将步骤2得到的有机-无机混合物与聚芳基酯，聚咪唑，交联剂混合后进行交联反应，得高导热导电的聚芳基酯复合材料。一种高导热导电的聚芳基酯复合材料的制备方法，先将导热导电材料通过乙烯基正丙醇均匀分散开，再利用酯化反应和偶联剂将合成的酯与导热导电材料偶联，形成有机-无机混合物，从而使导热导电材料均匀规则的排列分散在三维网络结构中，不会团聚，并形成三维立体的散热导电结构，导电性能和散热速度增加，导热导电性能增大；最后通过与其它高分子材料的交联，形成了具有三维网络结构的高导热导电的聚芳基酯复合材料，使聚合物力学性能增加，其工作温度更高；该高导热导电的聚芳基酯复合材料的制备方法简单、稳定、可靠，适合高导热导电的聚芳基酯复合材料的大规模、工业化生产。优选的，所述酯化反应温度为120-130℃，反应温度过高，反应剧烈，控制困难，反应温度过低，反应速度慢，生产周期长。优选的，所述酯化反应时间为2-5h，反应时间过长，生产周期长，效率低，反应时间过短，反应不完全，产品导热导电性能降低。优选的，所述交联反应温度为230-250℃，交联温度过高，交联过渡，形成的三维网络结构不规则，产品性能降低，交联温度过低，反应时间太长，生产周期长。优选的，所述交联反应的时间为1-3h，反应时间过长，生产周期长，效率低，反应时间过短，反应不完全，产品导热导电性能降低。与现有技术相比，本专利技术的有益效果：1、本专利技术高导热导电的聚芳基酯复合材料含有三维网络结构和三维立体散热导电结构，具有更高的导热导电性能。2、本专利技术高导热导电的聚芳基酯复合材料的制备方法先通过酯化和复合，再利用交联，将导热导电材料均分散在三维网络结构体系中，并行成三维立体散热导电结构，从而增加了复合材料的散热速度和导电性能。3、本专利技术高导热导电的聚芳基酯复合材料的制备方法简单、稳定、可靠，适合高导热导电的聚芳基酯复合材料的大规模、工业化生产。具体实施方式下面结合试验例及具体实施方式对本专利技术作进一步的详细描述。但不应将此理解为本专利技术上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本
技术实现思路
所实现的技术均属于本专利技术的范围。实施例1（1）将3重量份的氧化铜、5重量份的金属纤维、3重量份的石墨粉分散在10重量份的乙烯基正丙醇中形成溶液；（2）将步骤1得到的溶液与3重量份的水杨酸、2重量份的硅烷偶联剂在120℃的条件下进行酯化、偶联反应5h，得有机-无机混合物；（3）将步骤2得到的有机-无机混合物与20重量本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚芳基酯复合材料，其特征在于，包括以下重量份原材料制备而成：30‑60份的聚芳基酯，5‑10份的乙烯基正丙醇，10‑25份的聚咪唑，2‑5份的水杨酸，2‑5份的氧化铜，3‑6份的金属纤维，2‑5份的石墨粉，1‑3份的偶联剂，1‑5份的交联剂。

【技术特征摘要】
1.一种聚芳基酯复合材料，其特征在于，包括以下重量份原材料制备而成：30-60份的聚芳基酯，5-10份的乙烯基正丙醇，10-25份的聚咪唑，2-5份的水杨酸，2-5份的氧化铜，3-6份的金属纤维，2-5份的石墨粉，1-3份的偶联剂，1-5份的交联剂。2.根据权利要求1所述的聚芳基酯复合材料，其特征在于，包括以下重量份原材料制备而成：40-50份的聚芳基酯，5-8份的乙烯基正丙醇，15-20份的聚咪唑，2-3份的水杨酸，2-3份的氧化铜，2-3份的金属纤维，4-5份的石墨粉，1-2份的偶联剂、2-3份的交联剂。3.根据权利要求1所述的聚芳基酯复合材料，其特征在于，所述聚芳基酯聚合度为200-500。4.根据权利要求1所述的聚芳基酯复合材料，其特征在于，所述聚咪唑聚合度为40-80。5.根据权利要求1所述的聚芳基酯复合材料，其特征在于，所述氧化铜的...

【专利技术属性】
技术研发人员：王鸥，
申请(专利权)人：成都善水天下科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51