[發明專利]一種具備雙導熱網絡的聚酰亞胺復合材料及其制備方法

有效

• 申請號: 202210522758.6
• 申請日: 2022-05-13
• 公開（公告）號: CN114854087B
• 公開（公告）日: 2023-03-31
• 發明（設計）人: 王大明;楊嵐;趙君禹;周宏偉;趙曉剛;陳春海
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: C08J9/42
• 分類號: C08J9/42;C08L79/08;C08K3/04;C08K7/00;C08K3/38;C09K5/14
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 王苗苗

1.一種具備雙導熱網絡的聚酰亞胺復合材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)將聚酰胺酸粉末、水、三乙胺和第一導熱填料混合，將所得混合漿料冷凍干燥后進行熱亞胺化，得到導熱填料-聚酰亞胺氣凝膠；

(2)將所述導熱填料-聚酰亞胺氣凝膠在導熱填料漿料中真空浸漬后進行熱壓成型，得到具備雙導熱網絡的聚酰亞胺復合材料；所述導熱填料漿料由第二導熱填料、水性增稠劑和水組成；所述真空浸漬的次數≥1次，當真空浸漬的次數大于1次時，每次浸漬完后依次進行漂洗和干燥，然后再進行下一次真空浸漬；所述熱壓成型前，先將熱壓機加熱至熱壓成型溫度，然后將浸漬后的導熱填料-聚酰亞胺氣凝膠置于熱壓機上加熱20min~60min，之后再進行熱壓成型。

2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述第一導熱填料和第二導熱填料獨立地包括石墨、石墨烯、氧化石墨烯、還原石墨烯、碳納米管、六方氮化硼、氧化鋁和氮化鋁中的一種或幾種。

3.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述聚酰胺酸粉末的制備方法包括以下步驟：

將芳香二胺單體、芳香二酐單體和極性有機溶劑混合進行聚合反應，得到聚酰胺酸溶液；

將所述聚酰胺酸溶液倒入不良溶劑中，析出聚酰胺酸纖維狀固體；

將所述聚酰胺酸纖維狀固體粉碎后依次進行溶劑交換和干燥，得到聚酰胺酸粉末。

4.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述芳香二胺單體包括4,4'-二氨基二苯醚、3,3-二氨基聯苯胺、2,2-雙[4-(4-氨基苯氧基)苯基]丙烷、2,5-二氨基-1,4-二甲苯、二氨基二苯甲烷、3,4'二氨基二苯砜、4,4'-二氨基聯苯醚和4,6-二氨基-1,3-間二甲苯中的一種或幾種；

所述芳香二酐單體包括均苯四甲酸二酐、二苯砜四甲酸二酐、二苯甲酮四酸二酐、4,4'-氧雙鄰苯二甲酸酐、3,3',4,4'-聯苯四甲酸二酐、3,3',4,4'-二苯醚四酸二酐、六氟異丙叉二苯四酸二酐、乙二胺四乙酸二酐、聯苯四酸二酐、丁烷四羧酸二酐、3,3,4',4'-二苯甲酮四羧酸二酸酐、雙環己基-3,3,3',4'-四酸二酐和1,2,3,4,5-環己烷四甲酸二酐中的一種或幾種；

所述芳香二胺單體和芳香二酐單體的摩爾比為(0.95~1.05):1。

5.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述步驟(1)中，聚酰胺酸粉末和三乙胺的物質的量比為1:(2~4)；聚酰胺酸粉末和水的質量比為(1~15):(4~80)，聚酰胺酸粉末和第一導熱填料的質量比為(5.5~10.5):(1~1.5)。

6.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述冷凍干燥的溫度為-45~-65℃，壓力≤45Pa，時間為15~48h。

7.根據權利要求1或6所述的制備方法，其特征在于，所述冷凍干燥前，還包括將所述混合漿料進行預冷凍，所述預冷凍的溫度為0~-30℃，時間為6~50h。

8.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述導熱填料漿料中第二導熱填料的濃度為5~30mg/mL；所述真空浸漬在真空烘箱中進行，所述真空烘箱的真空表示數在-0.1MPa以上；單次真空浸漬的時間為1~10min。

9.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述熱壓成型的溫度為280~340℃，壓力為20~40MPa。

10.權利要求1~9任意一項所述制備方法制備得到的具備雙導熱網絡的聚酰亞胺復合材料，包括聚酰亞胺氣凝膠、分布在所述聚酰亞胺氣凝膠內部的第一導熱填料以及附著在所述聚酰亞胺氣凝膠通道表面的第二導熱填料。