[發明專利]高熱導率PVDF基復合材料薄膜的制備方法

在審

• 申請號: 202010911631.4
• 申請日: 2020-09-02
• 公開（公告）號: CN112143143A
• 公開（公告）日: 2020-12-29
• 發明（設計）人: 王濟民;殷景華;李佳龍;趙賀;李彥鵬;朱聰聰;岳東;潘林
• 申請（專利權）人: 哈爾濱理工大學
• 主分類號: C08L27/16
• 分類號: C08L27/16;C08K7/00;C08K3/08;C08K3/38;C08J5/18
• 代理公司: 哈爾濱東方專利事務所 23118
• 代理人: 陳曉光

本發明涉及一種高熱導率PVDF基復合材料薄膜的制備方法。目前二維材料，例如石墨烯、氮化硼、二硫化鉬及金屬納米片等優異的導熱性能，其中氮化硼（BN）作為一種常用的導熱材料，經常被用來改性聚合物材料的熱導率，但由于其較高的禁帶寬度（5.5eV），通常無法滿足聚合物材料在儲能領域中的要求。本發明包括如下步驟：將Ag片與N,N二甲基甲酰胺溶液，共同倒入血清瓶中，蓋緊血清瓶瓶口，然后把血清瓶放入超聲分散儀，超聲至Ag片完全分散于N,N二甲基甲酰胺溶液中；然后在得到的Ag片與N,N二甲基甲酰胺的混合溶液中加入BN顆粒，再放入超聲分散儀，超聲至BN顆粒完全分散。本發明主要用于制備高熱導率PVDF基復合材料薄膜。

技術領域：

本發明涉及高熱導率材料技術領域，具體涉及一種高熱導率PVDF基復合材料薄膜的制備方法。

背景技術：

隨著電子產品的微型化和集成化，在電子產品運行的過程中將會產生大量的剩余熱量，因此對作為儲能器件的有機物復合材料的熱管理能力提出更高的要求。由于二維材料（石墨烯、氮化硼、二硫化鉬及金屬納米片等）優異的導熱性能，受到國內外更加廣泛的關注，其中氮化硼（BN）作為一種常用的導熱材料，經常被用來改性聚合物材料的熱導率，但由于其較高的禁帶寬度（5.5eV），通常無法滿足聚合物材料在儲能領域中的要求。

發明內容：

本發明的目的是提供一種高熱導率PVDF基復合材料薄膜的制備方法，解決以PVDF為基體的復合材料的熱導率較低的問題，復合薄膜是以PVDF為基體，將氮化硼（BN）顆粒和銀（Ag）納米片作為填料填入其中，利用熔融共混并退火的方法制備而成。

上述的目的通過以下的技術方案實現：

一種高熱導率PVDF基復合材料薄膜的制備方法，該制備方法包括如下步驟：

步驟一、將Ag片與N,N二甲基甲酰胺溶液，共同倒入血清瓶中，蓋緊血清瓶瓶口，然后把血清瓶放入超聲分散儀，超聲至Ag片完全分散于N,N二甲基甲酰胺溶液中；

步驟二、在步驟一中得到的Ag片與N,N二甲基甲酰胺的混合溶液中加入BN顆粒，再放入超聲分散儀，超聲至BN顆粒完全分散；

步驟三、在步驟二中得到的血清瓶內加入攪拌轉子，再將血清瓶放置于加入硅油的燒杯內，將燒杯置于磁力攪拌機上，打開磁力攪拌器加熱及攪拌開關，然后在攪拌過程中將PVDF-HFP顆粒加入血清瓶內；

步驟四、在步驟三中得到的血清瓶，待攪拌完畢后準備好寬度厚度適宜的基板，用清水清洗整個基板，選取基板較為光滑干凈的一面，然后用去離子水沖洗，再用無水乙醇清洗，最后用吹風機烘干基板，把血清瓶內攪拌好的溶液涂覆在基板上，將基板放入高溫鼓風干燥箱中加熱，進行加熱，完成后關閉高溫鼓風干燥箱,把基板取出放置在容器中，用鑷子取下復合薄膜。

所述的高熱導率PVDF基復合材料薄膜的制備方法，所述的步驟一中Ag片的質量為0.02g，N,N二甲基甲酰胺溶液為10ml，步驟二中超聲分散時間為40min，步驟三中磁力攪拌器加熱溫度為70℃，攪拌時間為1h，步驟三中PVDF-HFP的質量為1g，步驟四中的基板為玻璃板，步驟四中的加熱時間為3h，加熱溫度為80℃。

有益效果：

本發明采用的BN、Ag片兩種顆粒的徑向尺寸差異會在三相復合材料中形成了天然的多分散體系，構建多分散體系會對材料內部導熱網絡的形成起到積極作用，Ag的添加量很少，在PVDF基體中良好的分散，熱學性能得到了大幅度的提升，且介電性能沒有產生劣化，有效節約了資源。本發明的制備工藝簡單，經濟實用，適合大規模工業化生產，對PVDF新的應用前景具有重要意義。

附圖說明：

附圖1是BN組分為20wt%的BN/PVDF-HFP復合薄膜的掃描電鏡測試圖；