[發明專利]一種導熱高分子材料的制備方法

在審

• 申請號: 201711433950.3
• 申請日: 2017-12-26
• 公開（公告）號: CN108084464A
• 公開（公告）日: 2018-05-29
• 發明（設計）人: 楊曉鋒;孔令學;游艷;伊智峰;顧海軍
• 申請（專利權）人: 上海信耀電子有限公司
• 主分類號: C08J3/215
• 分類號: C08J3/215;C08L69/00;C08K3/04
• 代理公司: 上海光華專利事務所(普通合伙) 31219
• 代理人: 高燕;許亦琳

本發明提供一種導熱高分子材料的制備方法，所述制備方法至少包括以下步驟：1)將高分子材料溶解在溶劑中，加入導熱填料混合后形成高分子材料混合液；2）將高分子材料混合液與絮凝溶劑混合獲得復合材料母粒。本發明通過溶液共混的方法可以有效改善導熱填料在高分子材料基體內部的分散性，從而使得導熱填料在基體中形成的導熱通路可以從一個表面到達另一個表面，并且不會有填料分布不均勻導致的熱量聚集。

技術領域

本發明涉及一種高分子材料，特別是涉及一種導熱高分子材料的制備方法。

背景技術

高分子材料與金屬和無機非金屬材料相比具有低加工成本、重量輕、易成型、可回收、優良的力學性能、可適應范圍廣等特性。高分子材料已經成為國民經濟建設與人民日常生活所必不可少的重要材料。但是，高分子材料自由電子運動受限制而普遍被認為是熱絕緣體，導熱系數通常在0.3W/mK以下，這大大限制了高分子材料在散熱和導熱材料領域的應用。因此，在保證高分子材料原有特性的前提下，賦予高分子材料導熱性能可以極大的擴展高分子材料的應用范圍，并且也是一個很大的挑戰。

目前，制備導熱高分子材料的方法之一是使用高分子材料本身作為原料，在精確控制加熱和拉伸的條件下，使極高分子量的高分子材料的分子鏈在同一個方向排列。盡管用這種方法制得的高分子材料在延著分子鏈排列的方向上具有很高的導熱系數(104W/mK)，但是對于條件控制和原料的選擇的苛刻要求，并不適合大規模的生產。

在傳統的高分子復合材料生產工藝中，擠出造粒過程是必不可少的。這種物理共混法容易使得填料在高分子材料基體中聚集，形成產品內部及表面的缺陷，從而對產生的性能造成影響。

發明內容

鑒于以上所述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種導熱高分子材料，其以溶液法為基礎直接造粒，取代傳統的擠出造粒的生產工藝，用于解決現有技術中高分子材料導熱性能差，加工不易以及高分子材料混合不均勻導致的缺陷的問題。

為實現上述目的及其他相關目的，本發明是通過包括如下的技術方案實現的。

本發明提供一種導熱高分子材料的制備方法，所述制備方法包括以下步驟：

1)將高分子材料溶解在溶劑中，加入導熱填料混合后形成高分子材料混合液；

2)將高分子材料混合液與絮凝溶劑混合獲得復合材料母粒。

而后，可以將獲得的復合材料母粒擠出注塑成型或涂覆成膜。

優選地，以所述導熱填料與高分子材料的總質量為基準計，所述導熱填料的質量百分含量為1～44wt％。

優選地，所述高分子材料選自聚碳酸酯(PC)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚醚酰亞胺(PEI)、聚苯乙烯(PS)和聚乙烯醇(PVA)中的一種或多種。更優選地，所述高分子材料為聚碳酸酯。更優選地，所述聚碳酸酯為雙酚A聚碳酸酯。

優選地，所述導熱填料為選自石墨、石墨烯、碳納米管、氮化硼、氧化鋁、氮化鋁、碳化硅、金屬顆粒或金屬納米線中的一種或幾種復合。更優選地，所述碳納米管包括單壁碳納米管和多臂碳納米管。更優選地，所述金屬顆粒或金屬納米線中的金屬選自銀、金和銅中的一種或多種。更優選地，所述導熱填料選自石墨和石墨烯中的一種或兩種。更優選地，所述石墨平均粒徑為5～15μm。更優選地，所述石墨烯的粒徑為80～650μm，所述石墨烯中石墨片層數為10～20層。

優選地，當高分子材料為聚碳酸酯時，所述溶劑為1,3-二氧戊環；當高分子材料為ABS時，所述溶劑為二氯甲烷；當高分子材料為聚醚酰亞胺時，所述溶劑為N-甲基-2-吡咯烷酮；當高分子材料為聚甲基丙烯酸甲酯時，所述溶劑為丙酮；當高分子材料為聚苯乙烯時，所述溶劑為甲苯；當高分子材料為聚乙烯醇時，所述溶劑為乙酸。

優選地，所述絮凝溶劑為水或有機溶劑。