[发明专利]一种有机无机杂化的本征型液晶环氧树脂及其制备方法与应用

说明书

本发明提供一种有机无机杂化的本征型液晶环氧树脂及其制备方法与应用。本发明的有机无机杂化的本征型液晶环氧树脂的制备方法首先引入席夫碱结构基元，而后通过双酚‑环氧氯丙烷法制备得到。本发明的有机无机杂化的本征型液晶环氧树脂导热系数达0.7～1.6W m^‑1K^‑1，相比于普通的树脂基体，其具有较高的导热系数。本发明有机无机杂化的本征型液晶环氧经热固化之后可在电子封装材料和导热材料等领域应用。

技术领域

本发明属于高导热高分子材料技术领域，特别涉及一种有机无机杂化的本征型液晶环氧树脂及其制备方法与应用。

背景技术

随着科学技术的迅速进步，电子设备及器件不断朝着轻、薄、短、方向发展，使得其工作时功率大幅度增加，单位面积耗散功率密度急剧上升，有研究指出目前大功率电子器件工作时耗散的功率密度可达到1000W cm^-2，由此带来了严重的散热问题。此外，散热问题是否可以有效地解决也将是摩尔定律能否延续的关键因素，将是电子设备发展的瓶颈。理想的导热材料要兼具高导热率、高绝缘、优异的力学性能及易加工成型等性能。相比无机和金属等传统的导热材料，聚合物导热材料以及其良好的电绝缘、耐腐蚀、优异的力学强度、低成本及易加工等优异特性在导热领域得到了广泛的应用。目前，聚合物导热材料的研究主要涉及以下两个方面：通过填加高导热粒子制备高导热聚合物复合材料和合成具有高导热性能的本征型聚合物。高导热复合材料的仅在导热粒子含量达到阈值时才会显著提高，但往往会牺牲聚合物其他优良特性，如力学、电绝缘等特性，此外还受到导热粒子的种类、粒径、分散性的差异而降低其导热性能。因此，本征型导热聚合物受到了广泛的关注，通过改善聚合物连续相基体的热导率来提高体系的热导率远比增加导热粒子用量更有效。如中国公开文本CN110229318A和CN109180979A中分别公开了一种在聚合物主链和侧链中引入液晶基元，通过调节高分子微观有序度、形成规整排列的介晶结构，来提高聚合物基体的导热性能。

但现有技术中还没有通过构筑介晶基元协同无机纳米颗粒来制备有机无机杂化的本征型聚合物来提高材料的导热性能。

发明内容

为了克服现有聚合物基材料低导热性能的不足，本发明的首要目的在于提供一种有机无机杂化的本征型液晶环氧树脂。

本发明的另一目的在于提供上述有机无机杂化的本征型液晶环氧树脂的制备方法。

本发明的再一目的在于提供上述有机无机杂化的本征型液晶环氧树脂的应用。

本发明有机无机杂化的本征型液晶环氧树脂结构为三个苯环形成的共轭结构，中心为银纳米粒子，此结构与普通环氧树脂结构相比，其中心液晶基元的有序性、高度共轭结构及席夫碱结构络合银形成的网络结构为声子的传输提供了有效通道，相比于银/环氧的复合材料，银分散性大大提高，其制备得到的有机无机杂化的本征型液晶环氧树脂具有更低的热阻。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种有机无机杂化的本征型液晶环氧树脂单体，其化学结构如下：

其中，R1、R2、R3可相同或不同地选自如下结构单元之一：其中＊表示连接位置。

上述有机无机杂化的本征型液晶环氧树脂单体的制备方法，包括下述步骤：

(1)合成双酚结构中间体：向反应器中加入邻苯二胺，催化剂，香草醛或邻香草醛或间羟基苯甲醛或对羟基苯甲醛或邻羟基苯甲醛，溶剂，在40～80℃下回流搅拌8～24h；将反应所得固体洗涤，然后于50～80℃下干燥20～30h，得到双酚结构中间体；