一种高导热液晶聚酯复合材料及其制备方法与应用与流程

本发明导热复合材料领域，具体涉及一种高导热液晶聚酯复合材料及其制备方法与应用。

背景技术：

1、由于器件的不断小型化和器件密度的不断增加，热管理正成为现代电子产品最关键的挑战之一。柔性电子产品对高效散热的高需求促进了对导热聚合物的研究。液晶聚合物由于其特殊的取向排列，降低了声子散射，提高了聚合物的导热系数。目前对本质导热热塑性塑料的研究主要集中在增强聚合物链之间的分子间相互作用。由于碳基材料展现出优异的高导热性能、质量较轻及易加工成型，其被用于制备导热复合材料。其中石墨烯具有优异的导热性能，且质量较轻，符合现代电子器件行业的发展方向——轻薄短小的散热要求。复合材料的界面相容性差的问题严重限制了导热性能的提升效率。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种高导热液晶聚酯复合材料。

2、本发明的另一目的在于，提供一种含有氢键供体的液晶聚酯。

3、本发明的另一目的在于，提供上述高导热液晶聚酯复合材料的制备方法。

4、本发明的再一目的在于，提供上述含有氢键供体的液晶聚酯和高导热液晶聚酯复合材料的应用。

5、本发明的目的通过下述技术方案实现：

6、一种含有氢键供体的液晶聚酯，其结构式如式i所示：

7、

8、上述的含有氢键供体的液晶聚酯的制备方法，包括如下步骤：

9、(1)将卤代醇、联苯二酚以及无水碳酸钾在保护气氛下回流反应，冷却后加入水、抽滤、中和、水洗、干燥得到联苯二元己醇；

10、(2)将联苯二元己醇与5-羟基间苯二甲酸混合后加入催化剂加热缩聚反应，之后一边抽滤一边继续加热反应，得到含有氢键供体的液晶聚酯。

11、所述的卤代醇为2-溴乙醇、3-氯-1-丙醇、4氯丁醇或6-氯己醇中的至少一种。

12、所述的卤代醇与联苯二酚的摩尔比为2～4：1；优选为3：1。

13、所述的保护气氛为氮气气氛。

14、所述的回流反应的条件为冷凝回流20～30h；优选为冷凝回流24h。

15、所述的冷却为冷却至室温。

16、所述的中和为加入盐酸调节ph至1。

17、所述的干燥的条件为70～90℃烘干20～30h；优选为80℃烘干24h。

18、所述的联苯二元己醇与5-羟基间苯二甲酸的摩尔比为1～2:1～2；优选为1:1。

19、所述的催化剂为无水醋酸锌和三氧化二锑。

20、所述的无水醋酸锌的质量为反应体系总质量的0.1～0.3％；优选为0.2％。

21、所述的三氧化二锑的质量为反应体系总质量的0.2～0.4％；优选为0.3％。

22、所述的加热缩聚反应的条件为150～200℃下反应2～4h；优选为180℃下反应3h。

23、所述的抽滤的条件为真空度低于30pa。

24、所述的继续加热反应的条件为150～200℃下反应2～4h；优选为190℃下反应3h。

25、一种高导热液晶聚酯复合材料的制备方法，包括如下步骤：

26、将氧化石墨烯与含有氢键供体的液晶聚酯溶于四氢呋喃中，搅拌、超声分散、烘干后，经过热压得到高导热液晶聚酯复合材料。

27、所述的氧化石墨烯的cas号为7782-45-5。

28、所述的搅拌的时间为搅拌3～5h；优选为4h。

29、所述的超声分散的时间为超声分散3～5h；优选为4h。

30、所述的热压的条件为150～200℃下热压8～15min；优选为160℃下热压10min。

31、上述的含有氢键供体的液晶聚酯和高导热液晶聚酯复合材料在制备电子器件中的应用。

32、上述的含有氢键供体的液晶聚酯和高导热液晶聚酯复合材料作为电子器件散热材料的应用。

33、本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：

34、(1)本发明所制备的导热复合材料中合成的液晶聚酯含有氢键供体，和含有氢键受体的氧化石墨烯形成氢键，使得氧化石墨烯和聚酯的相容性更好，降低了聚酯和石墨烯之间的界面热阻。

35、(2)本发明所制备的导热复合材料，基体为热塑性聚合物，易于成型，复合材料制备工艺简单。当热压之后，基体和填料贴合的更加紧密，使得液晶聚酯复合材料导热性能大大提升。

技术特征：

1.一种含有氢键供体的液晶聚酯，其特征在于结构式如式i所示：

2.权利要求1所述的含有氢键供体的液晶聚酯的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：

4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：

5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：

6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：

7.一种高导热液晶聚酯复合材料的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于：

9.一种高导热液晶聚酯复合材料，根据权利要求7～8任一所述的制备方法制备得到。

10.权利要求1所述的含有氢键供体的液晶聚酯和权利要求9所述的高导热液晶聚酯复合材料在制备电子器件中的应用。

技术总结
本发明提供了一种高导热液晶聚酯复合材料及其制备方法与应用。该方法首先制备了含有联苯单体的二元醇，然后将等摩尔比的二元醇单体和5‑羟基间苯二甲酸在无数醋酸锌和三氧化二锑为催化剂的情况下，进行逐步缩合制成的液晶聚酯作为含有氢键供体的基体材料。将氧化石墨烯作为填料，以一定添加量和合成的液晶聚酯置于四氢呋喃中充分搅拌后超声分散，在真空烘箱中烘干溶剂或真空辅助抽滤除掉溶剂后，经热压成型，制得高导热液晶聚酯复合材料。其垂直面导热系数可以达到0.624W m<supgt;‑1</supgt;K<supgt;‑1</supgt;。在水平面方向的导热系数可以达到1.711W m<supgt;‑1</supgt;K<supgt;‑1</supgt;。

技术研发人员：吴昆,吴一菲,刁文杰,李钊,战瑛洁
受保护的技术使用者：国科广化（南雄）新材料研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13