[發明專利]一種高導熱的氮化硼改性聚酰亞胺材料的制備方法和應用

在審

• 申請號: 202011401601.5
• 申請日: 2020-12-02
• 公開（公告）號: CN112625443A
• 公開（公告）日: 2021-04-09
• 發明（設計）人: 吳敏
• 申請（專利權）人: 桐鄉市璟祥新材料科技有限公司
• 主分類號: C08L79/08
• 分類號: C08L79/08;C08K9/06;C08K9/04;C08K3/38;C08G73/12;C08G83/00
• 代理公司: 嘉興倍創專利代理事務所(普通合伙) 33395
• 代理人: 周闖

本發明涉及聚酰亞胺技術領域，且公開了一種高導熱的氮化硼改性聚酰亞胺材料，端炔基聚酰亞胺的炔基官能團與納米氮化硼的疊氮官能團，發生炔?疊氮點擊反應，通過化學鍵的連接，將納米氮化硼和聚酰亞胺共價接枝，顯著增強了納米氮化硼和聚酰亞胺的界面親和性和相容性，使納米氮化硼具有分散在聚酰亞胺材料基體中，避免了納米氮化硼的團聚和聚集，提高了材料的導熱系數和導熱性能，同時納米氮化硼在聚酰亞胺基體中形成良好的界面極化效應，提高了材料的介電常數，降低材料的松弛損耗和介電損耗，使氮化硼改性聚酰亞胺材料表現出優異的介電性能。

技術領域

本發明涉及聚酰亞胺技術領域，具體為一種高導熱的氮化硼改性聚酰亞胺材料的制備方法和應用。

背景技術

聚酰亞胺具有優異的耐高溫性、絕緣性和機械強度，是綜合性能最好的有機高分子材料之一，可以制成薄膜材料、涂料、纖維、塑料等，在航空航天、微電子技術、分離膜、液晶等領域具有廣泛的應用，為了滿足工業發展的需求，需要進一步提高聚酰亞胺材料的導熱性、介電性等綜合性能，而對聚酰亞胺進行改性，如通過填充改性、分子單體設計等方法，可以有效提高聚酰亞胺的性能。

納米六方氮化硼是一種常見的納米功能性填料，具有很高的熱導率、電阻率和結構穩定性，廣泛應用環氧樹脂、聚氨酯等高分子材料中，可以提高材料的綜合性能，但是納米六方氮化硼容易形成團聚和聚集，并且與聚酰亞胺等高分子聚合物的相容性和界面親和性較差，很難完全發揮氮化硼的改性效果，因此如何對氮化硼進行表面修飾，引入活性官能團，與聚酰亞胺進行共價接枝或非共價修飾成為研究難點，

(一)解決的技術問題

針對現有技術的不足，本發明提供了一種高導熱的氮化硼改性聚酰亞胺材料的制備方法和應用，解決了納米六方氮化硼與聚酰亞胺相容性和界面親和性較差，容易發生團聚和聚集的問題。

(二)技術方案

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：一種高導熱的氮化硼改性聚酰亞胺材料，所述一種高導熱的氮化硼改性聚酰亞胺材料的制法包括以下步驟：

(1)將氨基硅烷偶聯劑對納米六方氮化硼進行表面改性，得到硅烷偶聯劑修飾的氨基化氮化硼。

(2)向反應燒杯中加入乙醇溶劑和氨基化氮化硼，通過超聲裝置分散均勻，再加入催化劑、促進劑和1H-咪唑-1-磺酰疊氮鹽酸鹽，在20-50℃下反應12-36h，減壓蒸餾除去溶劑，去離子水和乙醇洗滌干凈，得到疊氮功能化納米氮化硼。

(3)在氣氛氛圍中，向反應燒杯中加入N,N-二甲基乙酰胺溶劑、4,4'-二氨基二苯醚和均苯四甲酸酐攪拌反應2-3h，再加入間乙炔基苯胺，攪拌反應2-6h，其中4,4'-二氨基二苯醚、均苯四甲酸酐和間乙炔基苯胺的質量比為75-85:100:2-6，再加入甲苯溶劑，加熱至110-130℃，進行化學亞胺化反應2-4h，冷卻后加入乙醇直至有大量沉淀析出，過濾溶劑、乙醇洗滌沉淀，得到端炔基聚酰亞胺。

(4)向反應燒杯中加入N,N-二甲基甲酰胺溶劑、端炔基聚酰亞胺和疊氮功能化納米氮化硼，通過超聲裝置均勻分散，再加入溴化亞銅和三乙胺，在室溫下反應24-48h，加入乙醇析出沉淀，過濾溶劑、乙醇和去離子水洗滌沉淀，產物通過熱壓成膜，得到高導熱的氮化硼改性聚酰亞胺材料，應用于高導熱的聚酰亞胺基介電材料中。

優選的，所述超聲裝置包括超聲換能器，超聲裝置內部下方固定連接有電機，電機活動連接有旋轉軸，旋轉軸固定連接有旋轉輪，旋轉輪固定連接有卡塊，卡塊上方設置有反應燒杯，旋轉輪活動連接有轉動齒輪，轉動齒輪上表面固定連接有磁鐵。

優選的，所述步驟(2)中的催化劑為硫酸銅、促進劑為碳酸鉀。

優選的，所述步驟(2)中的氨基化氮化硼、硫酸銅、碳酸鉀和1H-咪唑-1-磺酰疊氮鹽酸鹽的質量比為100:0.5-1:120-180:50-80。