一种高导热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复合材料及其制备方法。该高导热复合材料的制备方法包括以下步骤：将聚合物基导热纺丝液进行静电纺丝，通过与针头发生相对运动的若干平行电极收集高导热复合纤维，制得高导热复合材料。根据本申请实施例的制备方法，至少具有如下有益效果：在该制备方法中，利用平行电极作为接收装置，针头的纺丝液射流在平行电场的作用下完成取向；同时，由于接收过程中平行电极与针头的相对运动，在利用其电场力的同时，还结合了相对运动所产生的牵引拉伸作用，强化了对纤维的取向作用，进一步减少了聚合物高分子链的缠结程度，从而提高了复合材料的导热系数。从而提高了复合材料的导热系数。从而提高了复合材料的导热系数。

【技术实现步骤摘要】
一种高导热复合材料及其制备方法


[0001]本申请涉及导热材料
，尤其是涉及一种高导热复合材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着电子元器件的集成度发展，其热流密度不断增长，对材料散热的需求也不断提升。现有的导热材料主要以聚合物为基体，但由于聚合物的本征热导率通常很低，需要添加具有高导热性能的填料来提高其热导率。但使用普通工艺混合加工得到的聚合物基热界面材料热导率都很低，这就限制了其在热管理材料领域中的进一步应用。因此，如何提高聚合物基复合材料的热导率，是扩大复合材料纤维的应用所要解决的重要技术问题。

技术实现思路

[0003]本申请旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本申请提出一种高导热复合材料的制备方法，利用该制备方法制得的复合材料具有更高的热导率。
[0004]本申请的第一方面，提供一种高导热复合材料的制备方法，该制备方法包括以下步骤：
[0005]将聚合物基导热纺丝液进行静电纺丝，通过接收装置收集高导热复合纤维，制得高导热复合材料；
[0006]其中，接收装置上设置有若干平行电极，接收装置包括至少一个接收面，接收装置被配置为在接收针头的纺丝液射流时接收面与针头发生相对运动。
[0007]根据本申请实施例的制备方法，至少具有如下有益效果：
[0008]在该制备方法中，利用平行电极作为接收装置，针头的纺丝液射流在平行电场的作用下完成取向；同时，由于接收过程中接收装置的接收面与针头的相对运动，在利用其电场力的同时，还结合了相对运动所产生的牵引拉伸作用，强化了对纤维的取向作用，进一步减少了聚合物高分子链的缠结程度，从而提高了复合材料的导热系数。
[0009]在本申请的一些实施方式中，相对运动为周期性的相对运动。
[0010]在本申请的一些实施方式中，接收装置包括转筒，转筒包括至少一个接收面，若干平行电极设置于转筒上，周期性的相对运动为转筒与针头发生周期性的相对运动。
[0011]在本申请的一些实施方式中，静电纺丝的电压为1～100kV，接收距离为5～50cm。
[0012]在本申请的一些实施方式中，聚合物基导热纺丝液的原料包含聚合物和一维导热材料。
[0013]在本申请的一些实施方式中，原料还包括导热增强材料。
[0014]在本申请的一些实施方式中，聚合物基导热纺丝液由原料经超声处理得到。
[0015]在本申请的一些实施方式中，超声处理包括通过超声探头对原料进行处理。
[0016]在本申请的一些实施方式中，超声处理的功率为50～2000W，超声处理的时间为1min～12h。
[0017]本申请的第二方面，提供一种高导热复合材料，该高导热复合材料采用前述的制
备方法制得。
[0018]本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。
附图说明
[0019]图1是静电纺丝装置的结构示意图。
[0020]图2是本申请的实施例中平行电极静电纺丝的原理示意图。
[0021]图3是本申请的实施例中制备方法的示意图。
[0022]图4是本申请的实施例1中收集到的导热纤维的扫描电子显微镜(SEM)图。
[0023]图5是本申请的对比例1中收集到的导热纤维的扫描电子显微镜(SEM)图。
[0024]图6是本申请的对比例2中收集到的导热纤维的扫描电子显微镜(SEM)图。
[0025]图7是本申请的对比例5中收集到的导热纤维的扫描电子显微镜(SEM)图。
[0026]附图标记：电源1、注射器2、接收装置3、纤维4。
具体实施方式
[0027]以下将结合实施例对本申请的构思及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本申请的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本申请的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本申请的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本申请保护的范围。
[0028]下面详细描述本申请的实施例，描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。
[0029]在本申请的描述中，若干的含义是一个以上，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数，约的含义是指在本数
±
20％、10％、8％、5％、4％、3％、2％、1％、0.5％、0.2％、0.1％等的范围内。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
[0030]本申请的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0031]静电纺丝是指在高压静电作用下将含有聚合物的溶液(或分散液)或熔体拉伸形成纳米尺度纤维的纺丝加工技术。参考图1，静电纺丝的装置通常包括注射器2、接收装置3和电源1。其中，注射器2具有至少一个针头(或称喷头)，电源1的正负极中的一个与针头相连，而另一个与接收装置3相连，从而在针头和接收装置3之间形成电场。在注射器2中纺丝液的表面张力、粘度等的综合作用下，注射器2中的纺丝液形成液滴悬于针头。具体而言，静电纺丝过程中，纺丝液形成纤维的过程包括以下几个阶段：(1)初始运动阶段，打开电源后，随着电压的增加，在液滴表面的电荷所产生的电场力和表面张力作用下，液滴被拉伸形成泰勒锥。当电压进一步升高时，电场力克服表面张力使液滴形成射流。同时由于表面张力、
自身粘滞力以及电场力的综合作用，射流不断拉伸变长，并保持直线运动；(2)不稳定运动阶段，直线运动一段时间后，射流进一步拉长，表面电荷重新分布，从而使其在表面张力、重力、自身粘滞力、空气阻力的作用下沿不稳定的螺旋轨迹弯曲运动；(3)固化阶段，伴随溶剂挥发或熔体冷却，射流固化形成纤维4而被接收装置收集。为使纺丝液可以实现上述过程，静电纺丝的电压通常需要在1kV以上，进一步可以在2kV以上、5kV以上、10kV以上、20kV以上、30kV以上、40kV以上、50kV以上、60kV以上、70kV以上、80kV以上、90kV以上。
[0032]对于接收装置3，金属平板是最早的解决方案，但金属平板接收到的聚合物纤维通常杂乱无序，这对于需要尽可能地取向以构建合适的导热通路提高热导率的导热材料而言是不合适的。为此，有尝试通过平行电极的方式来解决这一问题。参考图2，并结合参考图1，接收装置3包含至少一组两个平行电极(第一平行电极31和第二平行电极32)，两个平行电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.高导热复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将聚合物基导热纺丝液进行静电纺丝，通过接收装置收集高导热复合纤维，制得所述高导热复合材料；其中，所述接收装置上设置有若干平行电极，所述接收装置包括至少一个接收面，所述接收装置被配置为在接收针头的纺丝液射流时所述接收面与所述针头发生相对运动。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述相对运动为周期性的相对运动。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述接收装置包括转筒，所述转筒上包括至少一个接收面，所述若干平行电极设置于所述转筒上，所述周期性的相对运动为所述转筒与所述针头发生周期性的相对运动。4.根据权利要求1至3任一项所述的制备方法，其特征在于，所述静电...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙琪，祝渊，迟克禹，
申请(专利权)人：佛山清立新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：