[发明专利]一种聚多巴胺改性氮化硼纳米片/聚酰亚胺导热绝缘复合薄膜及其制备方法、应用

说明书

本发明公开一种聚多巴胺改性氮化硼纳米片/聚酰亚胺导热绝缘复合薄膜及其制备方法、应用，制备方法包括以下步骤：将聚多巴胺改性的氮化硼纳米片加入聚酰胺酸溶液中，搅拌反应，制得多巴胺改性氮化硼纳米片/聚酰胺酸溶液；利用聚多巴胺改性氮化硼纳米片/聚酰胺酸溶液制备聚多巴胺改性氮化硼纳米片/聚酰胺酸复合纤维毡；将聚多巴胺改性氮化硼纳米片/聚酰胺酸复合纤维毡进行热亚胺化处理，制得多巴胺改性氮化硼纳米片/聚酰亚胺导热复合纤维毡；将聚多巴胺改性氮化硼纳米片/聚酰亚胺导热复合纤维毡模压成型，制得聚多巴胺改性氮化硼纳米片/聚酰亚胺导热绝缘复合薄膜。该方法设计简单合理，制得得薄膜导热性能良好。

技术领域

本发明属于聚合物基复合薄膜的制备技术领域，涉及一种聚多巴胺改性氮化硼纳米片/聚酰亚胺导热绝缘复合薄膜及其制备方法、应用。

背景技术

聚酰亚胺(PI)是综合性能优异的一种高分子材料，具有优异的耐高低温性、良好的耐化学腐蚀性、突出的电绝缘性和高尺寸稳定性等诸多优点，已广泛应用在航空、航天和微电子等领域。然而，PI自身导热性能差，且导热填料在PI基体中分散性较差，因此，提高PI基复合薄膜的导热绝缘性能尤为关键。

目前，大多采用填充单一的高导热、低介电的无机填料来制备PI导热复合材料。氮化硼纳米片(BNNS)因具有高的导热系数(λ)、低的介电常数(ε)和介质损耗角正切值(tanδ)、优异的抗氧化性和抗腐蚀性等诸多优点，使其成为制备PI导热绝缘复合材料的理想填料。然而，BNNS与PI薄膜复合时，二者界面之间存在孔隙，共混时会产生较大的界面热阻，从而影响声子的传递效率。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种聚多巴胺改性氮化硼纳米片/聚酰亚胺导热绝缘复合薄膜及其制备方法、应用，从而得到导热性能良好的氮化硼/聚酰亚胺导热复合薄膜。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种聚多巴胺改性氮化硼纳米片/聚酰亚胺导热绝缘复合薄膜的制备方法，包括以下步骤：

S1：将聚多巴胺改性的氮化硼纳米片加入聚酰胺酸溶液中，搅拌反应，制得多巴胺改性氮化硼纳米片/聚酰胺酸溶液；

S2：利用所述聚多巴胺改性氮化硼纳米片/聚酰胺酸溶液制备聚多巴胺改性氮化硼纳米片/聚酰胺酸复合纤维毡；

S3：将所述聚多巴胺改性氮化硼纳米片/聚酰胺酸复合纤维毡进行热亚胺化处理，制得多巴胺改性氮化硼纳米片/聚酰亚胺导热复合纤维毡；

S4：将若干层所述聚多巴胺改性氮化硼纳米片/聚酰亚胺导热复合纤维毡模压成型，制得所述聚多巴胺改性氮化硼纳米片/聚酰亚胺导热绝缘复合薄膜。

优选的，所述聚多巴胺改性氮化硼纳米片的合成过程具体为：将三羟甲基氨基甲烷加入到去离子水与乙醇的混合溶液中，搅拌使所述三羟甲基氨基甲烷充分溶解，加入氮化硼纳米片，搅拌使所述氮化硼纳米片分散均匀，然后加入多巴胺，搅拌至反应完全，制得所述聚多巴胺改性氮化硼纳米片。

优选的，将聚多巴胺改性氮化硼纳米片加入至聚酰胺酸溶液之前，将制得的所述聚多巴胺改性氮化硼纳米片在60～80℃的条件下干燥12～24h，得到多巴胺改性氮化硼纳米片粉末，将所述多巴胺改性氮化硼纳米片粉末加入至聚酰胺酸溶液中。

优选的，所述聚酰胺酸溶液的合成过程具体为：冰水浴条件下，将4,4’-二氨基二苯醚加入N,N-二甲基甲酰胺溶液中，搅拌使4,4’-二氨基二苯醚完全溶解，加入均苯四甲酸酐，持续搅拌至聚合反应完全，得到聚酰胺酸溶液。

优选的，所述聚酰胺酸溶液的合成过程中，分若干批次加入均苯四甲酸酐；每次加入均苯四甲酸酐后，搅拌使其溶解并反应完全后，加入下一批次的均苯四甲酸酐；每批次加入的均苯四甲酸酐的重量不超过0.2g。