[發明專利]一種高導熱導電聚苯乙烯復合材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201611034151.4
• 申請日: 2016-11-23
• 公開（公告）號: CN108084580A
• 公開（公告）日: 2018-05-29
• 發明（設計）人: 王鷗
• 申請（專利權）人: 成都善水天下科技有限公司
• 主分類號: C08L25/06
• 分類號: C08L25/06;C08L79/02;C08K13/04;C08K7/24;C08K3/04;C08K5/092;C08K3/24;C08J3/24
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本發明公開了一種高導熱導電聚苯乙烯復合材料及其制備方法，包括以下重量份原材料制備而成：30?60份的聚苯乙烯，5?10份的溴代乙縮醛二乙醇，10?25份的聚苯胺，2?5份的乙二酸，2?5份的鈦酸鎂，3?6份的碳管，2?5份的石墨，1?3份的偶聯劑，1?5份的三維網絡交聯劑；本發明利用高分子的三維網絡交聯和有機?無機復合原理，使復合材料具有導熱常數大，導電性能高的優點，促進了聚苯乙烯復合材料在需要快速散熱電子器件上的應用。

技術領域

本發明涉及導熱導電領域，具體涉及一種高導熱導電聚苯乙烯復合材料及其制備方法。

背景技術

隨著電子技術的發展，產品的小型化、集約化已經成為趨勢。尤其在通信、微波、航空航天、智能手機等領域，系統的工作頻率逐步提高，芯片的處理能力逐步提升，如何提高電子系統的信號靈敏度、可靠性與散熱成為熱點。電子電器設備會產生大量熱量，這些熱量若不能及時排出，積聚到一定程度勢必會對電子電器的元器件及設備本身造成損害。所以必須將其產生的多余熱量及時、有效地傳遞到周圍環境中去。在散熱工業中傳統的金屬材料，因其制品的幾何形狀受到很大限制，并且此種散熱裝置與電子元件表面存在一定間隙，從而越來越容易地被一些熱界面材料替代。

為解決該課題，在PCB行業，普遍采用芯片嵌入金屬基焊接的技術來解決接地與散熱問題。目前的芯片焊接技術，主要是芯片與金屬散熱基之間采用錫片焊接，成本高，效率低，工藝復雜，普遍存在占焊接面積45～35％的空氣泡，導致芯片的接地與散熱功效大為降低，而且在高頻領域容易造成信號完整性問題，大大降低了系統整體可靠性。

隨著材料科學技術的不斷突破，一些專門應用與電子印刷線路板的導電導熱材料產品應運而生。目前市場上的產品以及解決方案，還只能處理金屬基到散熱器的外圍非關鍵點的導熱導電問題，而沒有涉及芯片側的核心技術領域。因此，研制可以在芯片側應用的導熱導電材料，不但是材料技術方面的突破，而且在應用層面解決了PCB行業的關鍵點與創新性，促進了PCB產業鏈的發展，具有非常重要的經濟價值和實用價值。

對于一些既要有高導熱、同時又有導電性要求的應用場合目前比較常規的方法是在高分子基材料中添加具有高導熱系數和高導電性的填料(金屬、碳等)。但采用這種方法制備的材料，由于導熱填料的大量添加使復合材料的導電性能受到了嚴重的損害，同時導熱導電性能的提高也不顯著，一般很難高于2W/m.K。對于LED散熱器、電器散熱器等需要利用散熱器面積快速傳熱的情況，如果材料的導熱系數小，則其在長度方向上的熱傳導就非常困難，熱量都集中在很小的區域中無法擴散，導致散熱器的有效面積沒有充分利用，影響了散熱效率。

發明內容

本發明的目的在于克服現有聚苯乙烯復合材料存在的導熱系數低、導電性能差的缺陷，提供一種高導熱導電聚苯乙烯復合材料及其制備方法；本發明利用高分子的三維網絡交聯和有機-無機復合原理，使其具有導熱系數大，導電性能好的優點，促進了導熱導電材料在需要快速散熱的電子器件上的應用。

為了實現上述發明目的，本發明提供了一種高導熱導電聚苯乙烯復合材料，包括以下重量份原材料制備而成：30-60份的聚苯乙烯，5-10份的溴代乙縮醛二乙醇，10-25份的聚苯胺，2-5份的乙二酸，2-5份的鈦酸鎂，3-6份的碳管，2-5份的石墨，1-3份的偶聯劑，1-5份的三維網絡交聯劑。

一種高導熱導電聚苯乙烯復合材料，利用多種有機物的相互三維網絡交聯聚合，形成結構穩定，導電性能優異的高分子三維網絡結構，同時在三維網絡結構中雜化不同導熱導電材料，形成三維立體散熱導電結構，導電性能和散熱速度增加，導熱導電性能增大；同時，三維網絡結構使聚合物力學性能增加，其工作溫度更高；該聚苯乙烯復合材料使用范圍更大，有利于電子行業的發展。

優選的，其中所述的聚苯乙烯聚合度為200-500。

優選的，其中所述的聚苯胺聚合度為40-80。