[發(fā)明專利]一種本征高導(dǎo)熱液晶聚酰亞胺膜及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110395408.3
• 申請(qǐng)日: 2021-04-13
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113105658B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-03-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 顧軍渭;阮坤鵬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西北工業(yè)大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): C08J5/18
• 分類(lèi)號(hào): C08J5/18;C08G73/10;C09K19/38;C08L79/08
• 代理公司: 北京高沃律師事務(wù)所 11569
• 代理人: 王術(shù)娜

本發(fā)明提供了一種本征高導(dǎo)熱液晶聚酰亞胺膜及其制備方法，屬于聚合物膜材料技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明提供的本征高導(dǎo)熱液晶聚酰亞胺膜中，聚酰亞胺分子鏈中含有酞酰亞胺基團(tuán)(剛性介晶基元)和大量醚鍵(柔性鏈)，使得聚酰亞胺具有熱致型液晶性質(zhì)，在液晶溫度區(qū)間內(nèi)，液晶聚酰亞胺分子鏈主鏈高度有序，含有的封端基團(tuán)能夠固定分子鏈的有序結(jié)構(gòu)，使其降至室溫后仍然保留分子鏈的高度有序，該結(jié)構(gòu)的聚酰亞胺膜在傳熱過(guò)程中，聲子在其分子鏈間散射程度降低，熱流主要沿有序分子鏈的方向傳導(dǎo)，從而實(shí)現(xiàn)聚酰亞胺膜本征導(dǎo)熱性能的大幅提升，從而拓寬高導(dǎo)熱聚酰亞胺膜的應(yīng)用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及聚合物膜材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種本征高導(dǎo)熱液晶聚酰亞胺膜及其制備方法。

背景技術(shù)

聚酰亞胺是一種綜合性能非常優(yōu)異的聚合物材料，具有低熱膨脹系數(shù)、高柔韌性、高耐高低溫性、高抗輻射性、高透明性和高化學(xué)穩(wěn)定性等諸多優(yōu)點(diǎn)，是目前最重要的一類(lèi)膜材料，廣泛應(yīng)用于航天航空、微電子、太陽(yáng)能電池和氣體分離領(lǐng)域。然而，隨著柔性電子顯示器、有機(jī)發(fā)光二極管和薄膜太陽(yáng)能電池板等技術(shù)的快速發(fā)展，大功率芯片、無(wú)線充電和藍(lán)牙等高度集成使柔性電子元器件的發(fā)熱量急劇增加，進(jìn)而導(dǎo)致熱量的快速積聚，嚴(yán)重影響其使用穩(wěn)定性。而聚酰亞胺本體導(dǎo)熱系數(shù)較低，無(wú)法適應(yīng)當(dāng)下柔性顯示器、折疊屏及柔性可穿戴設(shè)備等高效快速的導(dǎo)/散熱要求，需要制備具有優(yōu)異導(dǎo)熱性能的聚酰亞胺導(dǎo)熱復(fù)合膜，從而拓寬聚酰亞胺膜的使用范圍，增強(qiáng)柔性電子設(shè)備的工作穩(wěn)定性，并延長(zhǎng)其使用壽命。

提升聚酰亞胺膜導(dǎo)熱系數(shù)的方法主要分為本征型和填充型，目前采用的方法更多為填充型，即在聚酰亞胺基體中添加導(dǎo)熱填料制備聚酰亞胺基導(dǎo)熱復(fù)合膜，但導(dǎo)熱填料與聚酰亞胺基體存在的界面等因素嚴(yán)重影響填充型聚酰亞胺基導(dǎo)熱復(fù)合膜的力學(xué)性能和其他綜合性能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種本征高導(dǎo)熱液晶聚酰亞胺膜及其制備方法，具有優(yōu)異的本征導(dǎo)熱性能。

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)明提供了一種本征高導(dǎo)熱液晶聚酰亞胺膜，所述本征高導(dǎo)熱液晶聚酰亞胺膜中的聚酰亞胺具有式I所示結(jié)構(gòu)單元：

式I中，m＝97/12，n＝97/4。

本發(fā)明提供了上述技術(shù)方案所述本征高導(dǎo)熱液晶聚酰亞胺膜的制備方法，包括以下步驟：

將4,4’-二氨基二苯醚、1,4-雙(4-氨基苯氧基)苯、4,4’-對(duì)苯二氧雙鄰苯二甲酸酐、4-苯基乙炔基鄰苯二甲酸酐和有機(jī)溶劑混合，進(jìn)行聚合，得到聚酰胺酸溶液；

將所述聚酰胺酸溶液成膜后，依次進(jìn)行脫溶劑和熱亞胺化，得到液晶聚酰亞胺預(yù)聚膜；

將所述液晶聚酰亞胺預(yù)聚膜進(jìn)行固化，得到本征高導(dǎo)熱液晶聚酰亞胺膜；

所述4,4’-二氨基二苯醚和1,4-雙(4-氨基苯氧基)苯的摩爾比為1:3；

所述4,4’-二氨基二苯醚和1,4-雙(4-氨基苯氧基)苯的總摩爾量與4,4’-對(duì)苯二氧雙鄰苯二甲酸酐的摩爾比為100:97。

優(yōu)選的，將所述4,4’-二氨基二苯醚、1,4-雙(4-氨基苯氧基)苯、4,4’-對(duì)苯二氧雙鄰苯二甲酸酐、4-苯基乙炔基鄰苯二甲酸酐和有機(jī)溶劑混合，進(jìn)行聚合的過(guò)程包括：將4,4’-二氨基二苯醚和1,4-雙(4-氨基苯氧基)苯溶解于有機(jī)溶劑中，向所得溶液中加入4,4’-對(duì)苯二氧雙鄰苯二甲酸酐，進(jìn)行第一聚合，向所得產(chǎn)物中加入4-苯基乙炔基鄰苯二甲酸酐，進(jìn)行第二聚合，得到聚酰胺酸溶液。

優(yōu)選的，所述4,4’-對(duì)苯二氧雙鄰苯二甲酸酐與4-苯基乙炔基鄰苯二甲酸酐的摩爾比為97:6。

優(yōu)選的，所述有機(jī)溶劑包括N,N-二甲基乙酰胺；所述4,4’-二氨基二苯醚和1,4-雙(4-氨基苯氧基)苯的總質(zhì)量與有機(jī)溶劑的質(zhì)量比為(0.05～0.12):1。