本發(fā)明屬于導(dǎo)熱復(fù)合材料領(lǐng)域，具體涉及一種界面效應(yīng)增強(qiáng)型液晶聚酯、高導(dǎo)熱液晶聚酯復(fù)合材料及其制備方法與應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、隨著器件小型化及其密度不斷增加，熱管理已成為現(xiàn)代電子產(chǎn)品面臨的核心挑戰(zhàn)之一。尤其是對(duì)于柔性電子產(chǎn)品，高效散熱的需求促使了導(dǎo)熱聚合物研究的迅速發(fā)展。液晶聚合物因其特有的取向排列結(jié)構(gòu)，可以有效降低聲子散射，從而顯著提升聚合物的導(dǎo)熱系數(shù)。目前，關(guān)于本質(zhì)導(dǎo)熱熱塑性塑料的研究主要集中于增強(qiáng)聚合物鏈之間的分子間相互作用。碳基材料憑借其卓越的導(dǎo)熱性能、輕質(zhì)特性以及優(yōu)良的加工成型性，廣泛應(yīng)用于導(dǎo)熱復(fù)合材料的制備。特別是石墨烯，由于其出色的導(dǎo)熱性能和輕質(zhì)特性，滿足了現(xiàn)代電子器件對(duì)輕薄短小散熱方案的要求。然而，復(fù)合材料界面的相容性問題顯著限制了導(dǎo)熱性能的進(jìn)一步提升。目前文獻(xiàn)報(bào)道中常采用分散劑、表面氧化改性、接枝改性以及多種填料協(xié)同作用改善石墨烯在環(huán)氧樹脂中的分散與界面作用，如cn115772328b采用聚多巴胺和液態(tài)金屬等多種填料協(xié)同作用改善石墨烯在氰酸酯中的分散性，cn118471402a在石墨烯表面進(jìn)行羥基接枝，cn118496538a采用硝酸等強(qiáng)氧化劑氧化石墨得到部分氧化石墨烯，促進(jìn)其與聚酰亞胺的相互作用。以上的方法存在溶劑分散能力差、分散劑毒副作用大、且分散后的石墨烯與聚合物間界面作用力差、方法復(fù)雜等問題。因此，需要研發(fā)一種可增強(qiáng)石墨烯在液晶聚酯中的界面相互作用力，同時(shí)提高導(dǎo)熱性能的石墨烯/液晶聚酯復(fù)合材料。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)與不足，本發(fā)明的首要目的在于提供一種界面效應(yīng)增強(qiáng)型液晶聚酯。

2、本發(fā)明的另一目的在于，提供一種界面效應(yīng)增強(qiáng)型液晶聚酯的制備方法。

3、本發(fā)明的另一目的在于，提供一種高導(dǎo)熱液晶聚酯復(fù)合材料的制備方法。

4、本發(fā)明的另一目的在于，提供一種高導(dǎo)熱液晶聚酯復(fù)合材料。

5、本發(fā)明的再一目的在于，提供上述含有界面效應(yīng)增強(qiáng)型液晶聚酯和高導(dǎo)熱液晶聚酯復(fù)合材料的應(yīng)用。

6、本發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):

7、一種界面效應(yīng)增強(qiáng)型液晶聚酯，其結(jié)構(gòu)式如式i所示：

8、

9、式i。

10、優(yōu)選地，所述界面效應(yīng)增強(qiáng)型液晶聚酯的數(shù)均分子量（mn）在7500g/mol~70000g/mol的范圍內(nèi)，特別是?10000g/mol~50000g/mol的范圍內(nèi)，更優(yōu)選15000g/mol~35000g/mol的范圍內(nèi)。

11、上述的界面效應(yīng)增強(qiáng)型液晶聚酯的制備方法，包括如下步驟：

12、將聯(lián)苯二元己醇與苝-3,9-二羧酸混合后加入催化劑加熱縮聚反應(yīng)，之后一邊抽濾一邊繼續(xù)加熱反應(yīng)，得到界面效應(yīng)增強(qiáng)型液晶聚酯。

13、優(yōu)選地，所述的聯(lián)苯二元己醇與苝-3,9-二羧酸的摩爾比為1~2:1~2，更優(yōu)選為1:1。

14、優(yōu)選地，所述的加熱縮聚反應(yīng)的條件為150~180℃下反應(yīng)2~4h，更優(yōu)選為170℃下反應(yīng)3h；

15、所述的繼續(xù)加熱反應(yīng)的條件為150~180℃下反應(yīng)2~4h，優(yōu)選為170℃下反應(yīng)3h；

16、所述縮聚反應(yīng)在保護(hù)氣氛下進(jìn)行，所述保護(hù)氣氛為氮?dú)鈿夥铡?/p>

17、優(yōu)選地，所述的催化劑為無(wú)水醋酸鋅和三氧化二銻；

18、所述的無(wú)水醋酸鋅的質(zhì)量為反應(yīng)體系總質(zhì)量的0.1~0.3%，更優(yōu)選為0.2%，

19、所述反應(yīng)體系總質(zhì)量為聯(lián)苯二元己醇、聯(lián)苯二元己醇、無(wú)水醋酸鋅和三氧化二銻質(zhì)量之和。

20、所述的三氧化二銻的質(zhì)量為反應(yīng)體系總質(zhì)量的0.2~0.4%，更優(yōu)選為0.3%。

21、所述的抽濾的條件為真空度低于30pa。

22、一種高導(dǎo)熱液晶聚酯復(fù)合材料的制備方法，包括如下步驟：

23、將石墨烯納米片與界面效應(yīng)增強(qiáng)型液晶聚酯溶于有機(jī)溶劑中，攪拌、超聲分散、烘干后，經(jīng)過熱壓得到高導(dǎo)熱液晶聚酯復(fù)合材料；

24、所述界面效應(yīng)增強(qiáng)型液晶聚酯為基體材料，所述石墨烯納米片作為填料，液晶聚酯添加量占復(fù)合材料質(zhì)量的70%~90%。

25、優(yōu)選地，所述的石墨烯納米片的cas號(hào)為7782-42-5。

26、所述有機(jī)溶劑為四氫呋喃，二甲亞砜，n-甲基吡咯烷酮，n,n-二甲基乙酰胺中的一種；

27、所述的攪拌的時(shí)間為4~6h，更優(yōu)選為5h；

28、所述的超聲分散的時(shí)間為超聲分散4~6h，更優(yōu)選為5h；

29、所述的熱壓的條件為150~200℃下熱壓10~15min，更優(yōu)選為150℃下熱壓12min。

30、上述的含有界面效應(yīng)增強(qiáng)型液晶聚酯和高導(dǎo)熱液晶聚酯復(fù)合材料在制備電子器件中的應(yīng)用。

31、上述的含有界面效應(yīng)增強(qiáng)型液晶聚酯和高導(dǎo)熱液晶聚酯復(fù)合材料作為電子器件散熱材料的應(yīng)用。

32、本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)具有如下的優(yōu)點(diǎn)及有益效果:

33、（1）本發(fā)明制備得到的界面效應(yīng)增強(qiáng)型液晶聚酯垂直方向的導(dǎo)熱系數(shù)為0.428?wm-1k-1。

34、（2）在本發(fā)明所制備的導(dǎo)熱復(fù)合材料中，合成的液晶聚酯與石墨烯之間形成了π-π堆疊作用，使得石墨烯與聚酯的相容性顯著增強(qiáng)，有效降低了聚酯和石墨烯之間的界面熱阻，從而進(jìn)一步顯著提升了復(fù)合材料的導(dǎo)熱性能。

35、（3）本發(fā)明所制備的導(dǎo)熱復(fù)合材料，其基體為熱塑性聚合物，具備易于成型的特點(diǎn)，且復(fù)合材料的制備工藝簡(jiǎn)便。經(jīng)熱壓處理后，基體與填料的貼合更為緊密，致使液晶聚酯復(fù)合材料的導(dǎo)熱性能得到大幅度提升，垂直面導(dǎo)熱系數(shù)可以達(dá)到0.848?w?m-1k-1。

技術(shù)特征：

1.一種界面效應(yīng)增強(qiáng)型液晶聚酯，其特征在于，結(jié)構(gòu)式如式i所示：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種界面效應(yīng)增強(qiáng)型液晶聚酯，其特征在于，所述界面效應(yīng)增強(qiáng)型液晶聚酯的數(shù)均分子量mn在7500g/mol~70000g/mol的范圍內(nèi)。

3.權(quán)利要求1或2所述的界面效應(yīng)增強(qiáng)型液晶聚酯的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的界面效應(yīng)增強(qiáng)型液晶聚酯制備方法，其特征在于，

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的界面效應(yīng)增強(qiáng)型液晶聚酯制備方法，其特征在于，

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的界面效應(yīng)增強(qiáng)型液晶聚酯制備方法，其特征在于，所述的催化劑為無(wú)水醋酸鋅和三氧化二銻；

7.一種高導(dǎo)熱液晶聚酯復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的高導(dǎo)熱液晶聚酯復(fù)合材料制備方法，其特征在于，

9.一種高導(dǎo)熱液晶聚酯復(fù)合材料，根據(jù)權(quán)利要求7~8任一所述的制備方法制備得到。

10.權(quán)利要求1或2所述的界面效應(yīng)增強(qiáng)型液晶聚酯和/或權(quán)利要求9所述的高導(dǎo)熱液晶聚酯復(fù)合材料在制備電子器件中的應(yīng)用。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于導(dǎo)熱復(fù)合材料領(lǐng)域，公開了一種界面效應(yīng)增強(qiáng)型液晶聚酯、高導(dǎo)熱液晶聚酯復(fù)合材料及其制備方法與應(yīng)用。將二元醇單體和苝?3,9?二羧酸混合后加入催化劑加熱縮聚反應(yīng)，之后一邊抽濾一邊繼續(xù)加熱反應(yīng)，得到界面效應(yīng)增強(qiáng)型液晶聚酯。將石墨烯納米片與界面效應(yīng)增強(qiáng)型液晶聚酯溶于有機(jī)溶劑中，攪拌、超聲分散、烘干后，經(jīng)過熱壓得到高導(dǎo)熱液晶聚酯復(fù)合材料，其中，液晶聚酯作為基體材料，石墨烯納米片作為填料，液晶聚酯添加量占復(fù)合材料質(zhì)量的70%~90%。基體和填料之間的π?π堆疊作用，提高了其界面相容性，構(gòu)建了導(dǎo)熱網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)一步提升了復(fù)合材料的導(dǎo)熱性能，其垂直面導(dǎo)熱系數(shù)可以達(dá)到0.848?W?m<supgt;?1</supgt;K<supgt;?1</supgt;。

技術(shù)研發(fā)人員：史珺,孔晨光,王杭州,黃有誠(chéng),江淑敏,傅軼
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中科院廣州化學(xué)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9