一种高导热各向异性聚合物基复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种高导热各向异性聚合物基复合材料及其制备方法；所述复合材料具有由若干复合纤维层层叠后热压形成的层叠结构；所述复合纤维层为导热填料覆盖于聚合物纳米纤维表面形成的复合纤维层。制备时，将导热填料分散溶液吸入注射器进行高压静电喷溅，通过静电力以及氢键作用附着在聚合物纳米纤维上，形成互相接触的填料取向排列的网络结构，层叠后经冷压压缩、热压成型得到所述复合材料。该复合材料的特殊结构能够使填料在其填充的复合材料中形成高效导热通路，达到添加少量高导热填料即可显著提高聚合物基复合材料导热性能的目的，可满足制备电子电气设备的导热需求。

A High Thermal Conductivity Anisotropic Polymer Matrix Composite and Its Preparation Method

【技术实现步骤摘要】
一种高导热各向异性聚合物基复合材料及其制备方法
本专利技术属于导热复合材料制备
，涉及一种高导热各向异性聚合物基复合材料及其制备方法。
技术介绍
随着现代电子电气设备的小型化，高度集成和多功能化，设备中积累了大量的热量，这可能导致这些电子电气设备的热故障甚至引起爆炸。因此，对这些电器电子器件进行有效热管理对于其性能，可靠性和寿命至关重要。此外，在许多前沿科技领域中，特别是下一代柔性电子设备或航空航天尖端技术，对热管理材料则额外有更加严格的性能要求，例如电绝缘，超高的面内横向导热性能，柔韧性和质轻等。市面上大多数聚合物材料通常具有大部分上述特征，但其热导率严重不足，需要大幅提高其热导率，大于10W/(m·K)。然而，目前的制备方法很难在低含量下制备超高导热聚合物复合材料，若含量过高，复合材料则会暴露出一些关键性问题，如加工性能极差、聚合物特有的柔性缺失，物料成本高并且材料密度大等，阻碍聚合物复合材料的实际应用。因此，对于此类材料来说，填料的合理结构设计成为实现高热导率和低颗粒间热阻的关键，即在聚合物基体中尽可能多地形成填料的连续传热路径网络。众所周知，填料与填料之间的热阻或基体和本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高导热各向异性聚合物基复合材料，其特征在于，所述复合材料具有由若干复合纤维层层叠后热压形成的层叠结构；所述复合纤维层为导热填料覆盖于聚合物纳米纤维表面形成的复合纤维层。

【技术特征摘要】
1.一种高导热各向异性聚合物基复合材料，其特征在于，所述复合材料具有由若干复合纤维层层叠后热压形成的层叠结构；所述复合纤维层为导热填料覆盖于聚合物纳米纤维表面形成的复合纤维层。2.如权利要求1所述的高导热各向异性聚合物基复合材料，其特征在于，所述聚合物纳米纤维为通过静电纺丝制备的聚合物纳米纤维；所述导热填料包括片状导热填料、线棒状导热填料或两者的混合填料。3.如权利要求2所述的高导热各向异性聚合物基复合材料，其特征在于，所述片状导热填料选自氮化硼纳米片、氧化石墨烯纳米片、石墨烯、金属纳米片、过渡金属碳化物、氮化物(MXene)中的一种或多种；所述线棒状导热填料选自氮化硼纳米管、碳纳米管、碳化硅纳米线、MXene纳米管、金属纳米线中的一种或多种。4.如权利要求1或2所述的高导热各向异性聚合物基复合材料，其特征在于，所述聚合物纳米纤维选自聚乙烯醇、聚偏氟乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、壳聚糖、纤维素、聚丙烯晴、聚酰亚胺、聚氨酯中的一种或多种。5.如权利要求1所述的高导热各向异性聚合物基复合材料，其特征在于，所述复合纤维层中导热填料的填充体积为0.1-50％；所述复合材料中导热填料取向排列；热导率具有各向异性。6.一种如权利要求1所述的高导热各向异性聚合物基复合材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄兴溢，陈金，江平开，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：上海,31