一种导热聚酰亚胺复合模压塑料及其制造方法技术

本发明专利技术涉及一种导热聚酰亚胺复合模压塑料及其制造方法，属于高分子材料技术领域。将聚酰亚胺共聚物模塑粉和导热填料进行混合分散制得导热聚酰亚胺复合粉末材料，导热聚酰亚胺复合粉末材料通过热模压的方法制得导热聚酰亚胺复合模压塑料，或，将导热填料与溶剂和芳香族二元胺、芳香族二元酸酐混合反应制得带有导热填料的聚酰胺酸，经由化学亚胺化和热亚胺化过程，再经热处理后得到粉状聚酰亚胺复合导热模塑粉，粉状聚酰亚胺复合导热模塑粉再经热模压方法制得导热聚酰亚胺复合模压塑料。与现有技术相比，本发明专利技术方法制得的聚酰亚胺复合模压塑料具有优异的导热性能，同时保证了优良的力学性能和耐高温性能，可应用在电子电器和航空航天等多个领域。

【技术实现步骤摘要】
一种导热聚酰亚胺复合模压塑料及其制造方法
本专利技术涉及高分子材料领域，尤其是涉及一种导热聚酰亚胺复合模压塑料及其制造方法。
技术介绍
聚酰亚胺(PI)是一种综合性能极佳的特种工程塑料，具有优异的耐高低温性能、尺寸稳定性、力学性能及抗热氧老化稳定性，被广泛应用于航空航天、微电子等领域。但传统聚酰亚胺材料的导热系数仅有0.2-0.4W/(m·K)左右，导热性能较差，不能及时散热，因而很大程度上限制了PI的应用范围，尤其在电子电器领域的应用。自身具有导热能力的聚合物材料称为本征型导热聚合物材料，但是绝大部分的高分子材料导热性能较差，需要借助外力改变其聚合物分子链排列方式以获得特殊的物理结构来提高其自身导热率，该方法实施较为困难。目前，填充导热粒子是提高聚合物材料导热性能的主要方法之一。以聚酰亚胺材料为基体填充导热填料构建PI导热复合材料加工工艺简单，操作容易，成本低廉，因此填充型导热聚酰亚胺材料是目前研究和应用的主要方向。填充型聚酰亚胺材料的制备方法主要有干法混合和溶液湿法混合两种，前者为聚酰亚胺基体与导热填料通过机械混合的方法实现，后者预先将填料和基体分别制成均匀的分散液，然后进行混合。在PI复合材料中常用的导热填料有氮化硼、氧化铝、氮化铝、石墨烯、钛酸盐、碳化硅、氧化硅、氧化锌等。对于导电材料而言，在获得较高导电性能的同时还要保证材料优良的性能。中国专利CN110172150A公开了一种绝缘导热聚酰亚胺薄膜的制造方法，其采取原位聚合的方法将所需的纳米氮化硼颗粒等填料与溶剂和二胺、二酐混合反应制得带有所需填料的聚酰胺酸，然后利用涂膜机将聚酰胺酸均匀的涂布在平面板材上，再将其放入高温烘箱中进行亚胺化生成所需的聚酰亚胺，制备得到一种导热聚酰亚胺薄膜。中国专利CN104892968B公布了一种高导热六方氮化硼/聚酰亚胺复合材料的制备方法，将六方氮化硼与混酸混合，水浴中反应，洗涤产物至中性，烘干后加入溶剂，超声分散，然后加入二元异氰酸酯，搅拌回流24h，加入芳香二胺，继续搅拌回流24h，将氨基化的六方氮化硼置于反应器中，加入溶剂，然后搅拌超声，接着加入芳香二胺，加入与芳香二胺等摩尔的芳香二酐，制得聚酰胺酸溶液，将聚酰胺酸溶液涂于玻璃板上，热亚胺化，制得六方氮化硼/聚酰亚胺复合薄膜。Li等将表面经巯基丙烯酸处理的不同粒径BN填充于聚酰亚胺基体中，制备了一系列复合薄膜。当BN填充总量30wt％，且微米和纳米BN的质量比为7:3时，复合薄膜的导热率可以达到1.2W/(m·K)(Tung-LinL,SteveLien-ChungH.Enhancedthermalconductivityofpolyimidefilmsviaahybridofmicro-andnano-sizedboronnitride.[J].JournalofPhysicalChemistryB,2010,114(20):6825-9)。但是，目前绝大多数的专利及研究工作将研究重点集中在导热聚酰亚胺薄膜材料制备上，而对于导热PI模压塑料的研究工作确很缺乏。
技术实现思路
本专利技术的目的就是要提供一种导热聚酰亚胺复合模压塑料及其制造方法，以丰富导热聚酰亚胺材料的存在形式，扩大导热聚酰亚胺材料的应用范围。本专利技术制备得到的聚酰亚胺复合材料具有高导热、力学性能优异等特点，可应用在航空航天、电子封装等诸多领域。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：第一方面，本专利技术提供第一种导热聚酰胺复合模压塑料的制造方法：为干法混合的方法，将聚酰亚胺共聚物模塑粉和导热填料进行混合分散制得导热聚酰亚胺复合粉末材料，通过热模压的方法制得导热聚酰亚胺复合模压塑料。在本专利技术第一方面提供的技术方案的一个实施方式中，所述的聚酰亚胺共聚物模塑粉为均苯型聚酰亚胺模塑粉、联苯型聚酰亚胺模塑粉、醚酐型聚酰亚胺模塑粉或醚胺型聚酰亚胺模塑粉中的一种或几种。在本专利技术第一方面提供的技术方案的一个实施方式中，所述的聚酰亚胺共聚物模塑粉是一种粉状半成品料。在本专利技术第一方面提供的技术方案的一个实施方式中，所述的聚酰亚胺共聚物模塑粉为由芳香族二元酸酐与芳香族二元胺均聚或共聚形成聚酰胺酸，然后经由化学亚胺化或热亚胺化过程制备得到。在本专利技术第一方面提供的技术方案的一个实施方式中，芳香族二元酸酐与芳香族二元胺混合共聚时按酸酐和二胺总量等摩尔比例通过聚合反应得到聚酰亚胺共聚物。在本专利技术第一方面提供的技术方案的一个实施方式中，所述芳香族二元酸酐选自均苯四甲酸酐、联苯四甲酸酐、二苯醚二酐、双酚A型二酐或二苯甲酮四羧酸二酐等中的一种或两种以上的混合物。在本专利技术第一方面提供的技术方案的一个实施方式中，所述芳香族二元胺选自对苯二胺、间苯二胺、联苯胺、对苯二甲胺、4,4’-二氨基二苯基醚、3,4’-二氨基二苯基醚、4,4’-二氨基二苯基甲烷、4,4’-二氨基二苯基砜、3,3’-二甲基-4,4’-二氨基二苯基甲烷、1,5’-二氨基萘、3,3’-二甲氧基联苯胺或1,4’-双(3-甲基-5氨基苯基)苯等芳香族二元伯胺或其衍生物中一种或两种以上混合物。在本专利技术第一方面提供的技术方案的一个实施方式中，所述化学亚胺化采用现有技术手段就能实现，本专利技术中提供了一种化学亚胺化的方法，为加入催化剂醋酐和三乙胺进行反应。在本专利技术第一方面提供的技术方案的一个实施方式中，所述热亚胺化采用现有技术手段就能实现，本专利技术中提供了一种热亚胺化的方法，为升温回流反应。在本专利技术第一方面提供的技术方案的一个实施方式中，本专利技术所述导热填料选自氮化硼、氮化铝、氧化铝、氮化硅、碳化硅、氧化锌、石墨、碳纤维、碳纳米管或石墨烯中的一种或两种以上的混合物。在本专利技术第一方面提供的技术方案的一个实施方式中，本专利技术所述的导热填料颗粒形状选自球状、针状、片状、棒状或晶须等中的一种或两种以上混合，其尺寸范围为1nm-1mm之间。在本专利技术第一方面提供的技术方案的一个实施方式中，通过干法混合的方法制造导热聚酰胺复合模压塑料时，还可以加入偶联剂。即，导热聚酰胺复合模压塑料的制造方法：通过干法混合的方法，将聚酰亚胺共聚物模塑粉和导热填料以及偶联剂进行混合分散制得导热聚酰亚胺复合粉末材料，通过热模压的方法制得导热聚酰亚胺复合模压塑料。在本专利技术第一方面提供的技术方案的一个实施方式中，聚酰亚胺共聚物模塑粉重量占比为20％-90％，导热填料重量占比为5％-80％，偶联剂重量占比为0-10％。在本专利技术第一方面提供的技术方案的一个实施方式中，所述偶联剂选自硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂或铝酸酯偶联剂中的一种或两种以上。在本专利技术第一方面提供的技术方案的一个实施方式中，聚酰亚胺共聚物模塑粉和导热填料进行混合分散，或者当添加偶联剂时三者进行混合分散的方法可以选自以下方法中的一种或几种：研磨机、砂磨机、高速分散机、行星混合机、筛网混合等方法。在本专利技术第一方面提供的技术方案的一个实施方式中，所述热模压的方法为，粉状聚酰亚胺复合模塑粉料在200-500℃模压温度和35-500MP本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种导热聚酰亚胺复合模压塑料的制造方法，其特征在于，/n将聚酰亚胺共聚物模塑粉和导热填料进行混合分散制得导热聚酰亚胺复合粉末材料，导热聚酰亚胺复合粉末材料通过热模压的方法制得导热聚酰亚胺复合模压塑料，或，/n将导热填料与溶剂和芳香族二元胺、芳香族二元酸酐混合反应制得带有导热填料的聚酰胺酸，经由化学亚胺化和热亚胺化过程，再经热处理后得到粉状聚酰亚胺复合导热模塑粉，粉状聚酰亚胺复合导热模塑粉再经热模压方法制得导热聚酰亚胺复合模压塑料。/n

【技术特征摘要】
1.一种导热聚酰亚胺复合模压塑料的制造方法，其特征在于，
将聚酰亚胺共聚物模塑粉和导热填料进行混合分散制得导热聚酰亚胺复合粉末材料，导热聚酰亚胺复合粉末材料通过热模压的方法制得导热聚酰亚胺复合模压塑料，或，
将导热填料与溶剂和芳香族二元胺、芳香族二元酸酐混合反应制得带有导热填料的聚酰胺酸，经由化学亚胺化和热亚胺化过程，再经热处理后得到粉状聚酰亚胺复合导热模塑粉，粉状聚酰亚胺复合导热模塑粉再经热模压方法制得导热聚酰亚胺复合模压塑料。


2.根据权利要求1所述导热聚酰亚胺复合模压塑料的制造方法，其特征在于，所述聚酰亚胺共聚物模塑粉为由芳香族二元酸酐与芳香族二元胺均聚或共聚形成聚酰胺酸，然后经由化学亚胺化或热亚胺化过程制备得到；
所述芳香族二元酸酐选自均苯四甲酸酐、联苯四甲酸酐、二苯醚二酐、双酚A型二酐或二苯甲酮四羧酸二酐等中的一种或两种以上的混合物；
所述芳香族二元胺选自对苯二胺、间苯二胺、联苯胺、对苯二甲胺、4,4’-二氨基二苯基醚、3,4’-二氨基二苯基醚、4,4’-二氨基二苯基甲烷、4,4’-二氨基二苯基砜、3,3’-二甲基-4,4’-二氨基二苯基甲烷、1,5’-二氨基萘、3,3’-二甲氧基联苯胺或1,4’-双(3-甲基-5氨基苯基)苯等芳香族二元伯胺或其衍生物中一种或两种以上混合物。


3.根据权利要求1或2所述导热聚酰亚胺复合模压塑料的制造方法，其特征在于，所述导热填料选自氮化硼、氮化铝、氧化铝、氮化硅、碳化硅、氧化锌、石墨、碳纤维、碳纳米管或石墨烯中的一种或两种以上的混合物。


4.根据权利要求1或2所述导热聚酰亚胺复合模压塑料的制造方法，其特征在于，所述导热填料...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐广锐，薛峰，周劼，
申请(专利权)人：上海市合成树脂研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31