高热导率聚苯乙烯氮化硼复合材料及其制备方法

摘要

本发明属于导热聚合物复合材料技术领域，具体为一种高热导率的聚苯乙烯氮化硼复合材料及其制备方法。本发明首先通过表面带正电的聚苯乙烯微球与液相剥离的表面带负电的氮化硼纳米片之间的自组装得到复合微球，然后在玻璃化温度附近对复合微球进行模压得到最终的复合材料片。本发明能使材料在低的填料添加量下即能构建形成导热网络，因此在氮化硼含量为13.4 vol%时材料的面内导热率达到8.0 W/mK。该性能与已发表的同类研究工作相比具有突出的单位填料热导率增加率。本发明方法，操作简单，生产成本较低，易于批量化、规模化生产，具有良好的工业化生产基础和广阔的应用前景。

主权项

一种高热导率聚苯乙烯氮化硼复合材料的制备方法，其特征在于，具体步骤为：（1）称取0.5~5 g 氮化硼加入到50~500 ml溶剂中，在100~500W的超声仪中常温超声8~24 h，然后在1000~3000 rpm转速下离心10~60 min，取上层剥离的氮化硼纳米片分散液备用，分散液的浓度为0.5~2 mg/ml；（2）称取4~16 g苯乙烯、20~150 mg聚乙烯基吡咯烷酮、8‑24 ml去离子水和100~300 mg过硫酸铵，溶解在80~200 ml无水乙醇中，通氮气20‑60 min；然后在50~90℃下回流反应6~24 h，经离心、洗涤，得到单分散聚苯乙烯微球；将制备得到的聚苯乙烯微球分散到预先配置的浓度为0.1~2 wt%的聚二烯丙基二甲基氯化铵水溶液中，搅拌反应12‑15 h，过滤、洗涤，得到表面正电化修饰的聚苯乙烯微球，记为PS@PDDA；（3）称取100~800 mg PS@PDDA微球分散到20~150 ml溶剂中，然后在搅拌下逐步滴加20~200 ml步骤（1）配置的氮化硼纳米片分散液，使氮化硼纳米片与聚苯乙烯微球之间发生自组装而沉淀，再经1000~3000 rpm离心、烘干后，得到复合微球，记为PS@BNNS；（4）将烘干后的复合微球粉末在80~160℃和5~30 Mpa下模压得到复合材料片材, 记为PS/BNNS。