[發(fā)明專利]一種導熱絕緣阻燃的柔性復合膜及其制備方法和應用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010882752.0
• 申請日: 2020-08-28
• 公開（公告）號: CN112048088B
• 公開（公告）日: 2021-12-21
• 發(fā)明（設計）人: 馬文石;胡德超
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: C08J5/18
• 分類號: C08J5/18;C08L1/02;C08K9/12;C08K9/04;C08K3/38;C08K3/32;C08L1/04;C09K5/14
• 代理公司: 廣州市華學知識產(chǎn)權代理有限公司 44245
• 代理人: 雷月華

本發(fā)明公開了一種導熱絕緣阻燃的柔性復合膜及其制備方法和應用，屬于功能性復合膜領域。該制備方法包括以下步驟：(1)將二維氮化硼分散到陽離子聚電解質(zhì)溶液中，反應后再分散到聚磷酸銨聚電解質(zhì)溶液中進行靜電組裝，得到功能化二維氮化硼；(2)將步驟(1)制備的功能化二維氮化硼和纖維素分別分散到水中，然后將兩種分散液混合均勻，干燥后即得導熱絕緣阻燃的柔性復合膜。本發(fā)明中復合膜的成型工藝簡單易行，且制備的復合膜兼具高導熱、電絕緣、阻燃、柔性輕便、可降解等多重功能，可實現(xiàn)電子設備的有效散熱，具有較高的實用價值和良好的應用前景。

技術領域

本發(fā)明屬于功能性復合膜領域，具體涉及一種導熱絕緣阻燃的柔性復合膜及其制備方法和應用。

背景技術

隨著電子設備日趨智能化和微型化，電子器件的功率不斷提高，電子設備在使用過程中，會產(chǎn)生大量的熱量，這嚴重影響了電子產(chǎn)品的使用性能、可靠度和安全性，因此，通過高導熱材料實現(xiàn)有效的熱量耗散也已成為電子制造領域亟需解決的關鍵問題。另一方面，近年來，因電子元件短路、老化等問題引發(fā)的火災日益增加，對電子材料的阻燃性能也提出了更高的要求。為了獲得高導熱和阻燃性能，專利申請CN106634749A通過將阻燃劑和導熱填料跟環(huán)氧樹脂混合，制備了一種高導熱、阻燃的耐溫環(huán)氧樹脂灌封膠；專利申請CN106589822A利用氧化鋁、碳化硅、氧化鎂等導熱絕緣填料和阻燃體系與環(huán)氧樹脂復合，公開了一種阻燃導熱絕緣的環(huán)氧樹脂材料；專利申請CN102558765A，CN107266871A，CN105820402A也通過類似的方法，將導熱填料、阻燃劑跟聚合物基體混合，制備了一系列導熱阻燃復合材料。然而，這部分復合材料大多通過直接添加高份數(shù)的導熱填料和阻燃劑來提高復合材料的導熱和阻燃性能，這對復合材料的加工性能和力學性能都造成了嚴重的影響；此外，復合材料的基體多數(shù)為環(huán)氧樹脂等熱固性樹脂，這極大地限制了在新一代柔性電子產(chǎn)品中的應用；更重要的是，目前常見的電子材料無法生物降解，隨著電子產(chǎn)品更新速度的不斷加快，由此產(chǎn)生的電子廢棄物也成為人類面臨的嚴峻挑戰(zhàn)。專利申請CN108192577A雖然公開了一種高導熱阻燃的石墨烯柔性膜，但由于石墨烯具有優(yōu)異的導電性能，這種復合膜難以滿足電子設備對于絕緣性能的要求，而且石墨烯的氧化還原過程會對環(huán)境造成一定的污染。因此，開發(fā)出一種兼具高導熱、絕緣、阻燃性能的柔性可降解復合膜具有重要的理論和現(xiàn)實意義。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明的首要目的在于提供一種導熱絕緣阻燃的柔性復合膜。

本發(fā)明另一目的在于提供一種上述導熱絕緣阻燃的柔性復合膜的制備方法；本發(fā)明所述的柔性復合膜是利用功能化的二維氮化硼跟纖維素制備的。其中功能化的二維氮化硼是采用靜電組裝的方法實現(xiàn)了阻燃劑在氮化硼表面的負載，這種功能化氮化硼能夠和纖維素形成強的界面結(jié)合，降低界面熱阻，提高復合膜的導熱和阻燃性能。

本發(fā)明再一目的在于提供上述的柔性復合膜在電子設備散熱領域中的應用。

一種導熱絕緣阻燃的柔性復合膜的制備方法，包括如下步驟：

(1)將二維氮化硼分散到陽離子聚電解質(zhì)溶液中，反應后再分散到聚磷酸銨聚電解質(zhì)溶液中進行靜電組裝，得到功能化二維氮化硼；

(2)將步驟(1)制備的功能化二維氮化硼和纖維素分別分散到水中，然后將兩種分散液混合均勻，干燥后即得導熱絕緣阻燃的柔性復合膜。

優(yōu)選的，步驟(1)所述陽離子聚電解質(zhì)為聚二甲基二烯丙基氯化銨和聚乙烯亞胺中的至少一種。

優(yōu)選的，步驟(1)所述陽離子聚電解質(zhì)溶液、聚磷酸銨聚電解質(zhì)溶液的濃度均為0.1-5wt％。

優(yōu)選的，步驟(1)所述二維氮化硼的用量為陽離子聚電解質(zhì)溶液質(zhì)量的0.1-10％。

優(yōu)選的，步驟(1)所述反應為在30-80℃下攪拌反應2-10小時。

優(yōu)選的，步驟(1)所述反應后將產(chǎn)物離心洗滌。