[發(fā)明專(zhuān)利]一種可響應(yīng)性導(dǎo)熱聚酰亞胺前驅(qū)體凝膠及其制備方法、一種可響應(yīng)性導(dǎo)熱聚酰亞胺蜂窩結(jié)構(gòu)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010842450.0
• 申請(qǐng)日: 2020-08-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111944312B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-06-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周宏偉;王成楊;童程霞;王大明;趙曉剛;陳春海
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 吉林大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): C08L79/08
• 分類(lèi)號(hào): C08L79/08;C08K7/00;C08K3/38;C08K3/22;C08K3/28;C08K5/5435;C08K5/09;C08G73/10;B33Y70/10;C08J9/00
• 代理公司: 北京高沃律師事務(wù)所 11569
• 代理人: 馬小星

本發(fā)明提供了一種可響應(yīng)性導(dǎo)熱的聚酰亞胺前驅(qū)體凝膠及其制備方法和應(yīng)用、一種可響應(yīng)性導(dǎo)熱聚酰亞胺蜂窩結(jié)構(gòu)，屬于3D打印材料技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明所述可響應(yīng)性導(dǎo)熱的聚酰亞胺前驅(qū)體凝膠，包括聚酰胺酸、片狀導(dǎo)熱填料和柔性界面粘合劑；所述柔性界面粘合劑包括界面偶聯(lián)劑和界面脫離處理劑。本發(fā)明通過(guò)采用的片狀導(dǎo)熱填料，實(shí)現(xiàn)Z軸方向的層與層堆砌，使打印的柔性蜂窩中的導(dǎo)熱填料在壓縮變形過(guò)程中獲得不同距離；柔性界面粘合劑中的界面偶聯(lián)劑實(shí)現(xiàn)將導(dǎo)熱填料與基體樹(shù)脂結(jié)合的作用，界面脫離處理劑為柔性小分子，能夠彈性實(shí)現(xiàn)導(dǎo)熱填料與基體樹(shù)脂潤(rùn)滑分離的作用，將兩者結(jié)合在片狀填料上，能夠?qū)崿F(xiàn)壓縮回彈蜂窩中導(dǎo)熱填料間距的可逆調(diào)節(jié)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及3D打印材料技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種可響應(yīng)性導(dǎo)熱的聚酰亞胺前驅(qū)體凝膠及其制備方法和應(yīng)用、一種可響應(yīng)性導(dǎo)熱聚酰亞胺蜂窩結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

蜂窩結(jié)構(gòu)具有較高的比強(qiáng)度和比模量，耐疲勞、抗震動(dòng)性能好等優(yōu)點(diǎn)，自問(wèn)世以來(lái)就受到航空、航天界的青睞。隨著航空航天飛行器向高速、高性能方向發(fā)展，要求其在高溫(＞300℃)具有更好的力學(xué)性能、更低的密度和熱穩(wěn)定性。目前商品化的蜂窩結(jié)構(gòu)產(chǎn)品包括：金屬鋁蜂窩、Nomex紙蜂窩、Kevler紙蜂窩等，但其耐高溫性能差，已經(jīng)無(wú)法滿足耐300℃以上使用要求。

聚酰亞胺是重復(fù)結(jié)構(gòu)單元中含有酰亞胺環(huán)的芳雜環(huán)聚合物，它是迄今為止在工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用的耐熱等級(jí)最高和本體強(qiáng)度最高的高分子材料，以聚酰亞胺制作的蜂窩結(jié)構(gòu)有望滿足航空航天、軌道交通和電子等領(lǐng)域?qū)Ω邷馗邚?qiáng)輕質(zhì)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)烈需求。

傳統(tǒng)的聚酰亞胺成型方式有模壓、注塑、流延成膜等，然而這些成型方式無(wú)法制造具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)的聚酰亞胺蜂窩。新興的聚合物3D打印技術(shù)具有高可設(shè)計(jì)性和高自由度，有文獻(xiàn)報(bào)道采用聚合物3D打印的方法，通過(guò)光固化和熱固化等方法可獲得不同結(jié)構(gòu)和強(qiáng)度和耐溫性的剛性耐高溫聚酰亞胺。目前，有一些文獻(xiàn)報(bào)道采用3D打印方法，通過(guò)光固化和熱固化等方法可獲得不同結(jié)構(gòu)和強(qiáng)度和耐溫性的剛性耐高溫聚酰亞胺，但是針對(duì)航空航天等領(lǐng)域中飛行器探索范圍和領(lǐng)域的拓寬，需要一些部件在壓力作用下具有可調(diào)節(jié)的導(dǎo)熱性，從而滿足不同散熱器件的熱平衡要求。針對(duì)具有可響應(yīng)性導(dǎo)熱的輕質(zhì)蜂窩結(jié)構(gòu)在航空和太空探索中具有新的應(yīng)用前景，如在低溫槽絕緣、風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)外殼、天線基板、充氣空氣動(dòng)力減速器等部件中，都需要采用柔性高回彈且導(dǎo)熱的蜂窩結(jié)構(gòu)，但是目前文獻(xiàn)報(bào)道尚未發(fā)現(xiàn)有關(guān)聚酰亞胺結(jié)構(gòu)3D打印制備成可響應(yīng)性導(dǎo)熱的蜂窩結(jié)構(gòu)的報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明目的在于提供一種可響應(yīng)性導(dǎo)熱的聚酰亞胺前驅(qū)體凝膠及其制備方法和應(yīng)用、一種可響應(yīng)性導(dǎo)熱聚酰亞胺蜂窩結(jié)構(gòu)。本發(fā)明提供的聚酰亞胺前驅(qū)體凝膠具有響應(yīng)性導(dǎo)熱效果，即在收到壓縮作用時(shí)，在面外方向展現(xiàn)出漸變的導(dǎo)熱性能，能夠作為3D打印凝膠墨水制備可響應(yīng)性導(dǎo)熱聚酰亞胺蜂窩結(jié)構(gòu)。

為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案：

本發(fā)明提供了一種可響應(yīng)性導(dǎo)熱的聚酰亞胺前驅(qū)體凝膠，包括聚酰胺酸、片狀導(dǎo)熱填料和柔性界面粘合劑；所述柔性界面粘合劑包括界面偶聯(lián)劑和界面脫離處理劑；

所述聚酰胺酸具有式1或式2所示結(jié)構(gòu)的重復(fù)單元：

式1和式2中k與t的比例獨(dú)立為100：(1～10)；

式1和式2中R₁獨(dú)立為中的一種；

R₂獨(dú)立為其中m、n和p獨(dú)立為1～50；

所述聚酰胺酸的數(shù)均分子量為5000～50000。

優(yōu)選的，所述可響應(yīng)性導(dǎo)熱的聚酰亞胺前驅(qū)體凝膠的溫度為-14～-10℃；

所述聚酰亞胺前驅(qū)體凝膠中聚酰胺酸、片狀導(dǎo)熱填料和柔性界面粘合劑的質(zhì)量比為1:(0.01～0.1):0.5～10。