一种界面效应增强型液晶聚酯、高导热液晶聚酯复合材料及其制备方法与应用与流程

本发明属于导热复合材料领域，具体涉及一种界面效应增强型液晶聚酯、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、随着器件小型化及其密度不断增加，热管理已成为现代电子产品面临的核心挑战之一。尤其是对于柔性电子产品，高效散热的需求促使了导热聚合物研究的迅速发展。液晶聚合物因其特有的取向排列结构，可以有效降低声子散射，从而显著提升聚合物的导热系数。目前，关于本质导热热塑性塑料的研究主要集中于增强聚合物链之间的分子间相互作用。碳基材料凭借其卓越的导热性能、轻质特性以及优良的加工成型性，广泛应用于导热复合材料的制备。特别是石墨烯，由于其出色的导热性能和轻质特性，满足了现代电子器件对轻薄短小散热方案的要求。然而，复合材料界面的相容性问题显著限制了导热性能的进一步提升。目前文献报道中常采用分散剂、表面氧化改性、接枝改性以及多种填料协同作用改善石墨烯在环氧树脂中的分散与界面作用，如cn115772328b采用聚多巴胺和液态金属等多种填料协同作用改善石墨烯在氰酸酯中的分散性，cn118471402a在石墨烯表面进行羟基接枝，cn118496538a采用硝酸等强氧化剂氧化石墨得到部分氧化石墨烯，促进其与聚酰亚胺的相互作用。以上的方法存在溶剂分散能力差、分散剂毒副作用大、且分散后的石墨烯与聚合物间界面作用力差、方法复杂等问题。因此，需要研发一种可增强石墨烯在液晶聚酯中的界面相互作用力，同时提高导热性能的石墨烯/液晶聚酯复合材料。

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，本发明的首要目的在于提供一种界面效应增强型液晶聚酯。

2、本发明的另一目的在于，提供一种界面效应增强型液晶聚酯的制备方法。

3、本发明的另一目的在于，提供一种高导热液晶聚酯复合材料的制备方法。

4、本发明的另一目的在于，提供一种高导热液晶聚酯复合材料。

5、本发明的再一目的在于，提供上述含有界面效应增强型液晶聚酯和高导热液晶聚酯复合材料的应用。

6、本发明的目的通过下述技术方案实现:

7、一种界面效应增强型液晶聚酯，其结构式如式i所示：

8、

9、式i。

10、优选地，所述界面效应增强型液晶聚酯的数均分子量（mn）在7500g/mol~70000g/mol的范围内，特别是 10000g/mol~50000g/mol的范围内，更优选15000g/mol~35000g/mol的范围内。

11、上述的界面效应增强型液晶聚酯的制备方法，包括如下步骤：

12、将联苯二元己醇与苝-3,9-二羧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，得到界面效应增强型液晶聚酯。

13、优选地，所述的联苯二元己醇与苝-3,9-二羧酸的摩尔比为1~2:1~2，更优选为1:1。

14、优选地，所述的加热缩聚反应的条件为150~180℃下反应2~4h，更优选为170℃下反应3h；

15、所述的继续加热反应的条件为150~180℃下反应2~4h，优选为170℃下反应3h；

16、所述缩聚反应在保护气氛下进行，所述保护气氛为氮气气氛。

17、优选地，所述的催化剂为无水醋酸锌和三氧化二锑；

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

19、所述反应体系总质量为联苯二元己醇、联苯二元己醇、无水醋酸锌和三氧化二锑质量之和。

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

21、所述的抽滤的条件为真空度低于30pa。

22、一种高导热液晶聚酯复合材料的制备方法，包括如下步骤：

23、将石墨烯纳米片与界面效应增强型液晶聚酯溶于有机溶剂中，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；

24、所述界面效应增强型液晶聚酯为基体材料，所述石墨烯纳米片作为填料，液晶聚酯添加量占复合材料质量的70%~90%。

25、优选地，所述的石墨烯纳米片的cas号为7782-42-5。

26、所述有机溶剂为四氢呋喃，二甲亚砜，n-甲基吡咯烷酮，n,n-二甲基乙酰胺中的一种；

27、所述的搅拌的时间为4~6h，更优选为5h；

28、所述的超声分散的时间为超声分散4~6h，更优选为5h；

29、所述的热压的条件为150~200℃下热压10~15min，更优选为150℃下热压12min。

30、上述的含有界面效应增强型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。

31、上述的含有界面效应增强型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。

32、本发明相对于现有技术具有如下的优点及有益效果:

33、（1）本发明制备得到的界面效应增强型液晶聚酯垂直方向的导热系数为0.428 wm-1k-1。

34、（2）在本发明所制备的导热复合材料中，合成的液晶聚酯与石墨烯之间形成了π-π堆叠作用，使得石墨烯与聚酯的相容性显著增强，有效降低了聚酯和石墨烯之间的界面热阻，从而进一步显著提升了复合材料的导热性能。

35、（3）本发明所制备的导热复合材料，其基体为热塑性聚合物，具备易于成型的特点，且复合材料的制备工艺简便。经热压处理后，基体与填料的贴合更为紧密，致使液晶聚酯复合材料的导热性能得到大幅度提升，垂直面导热系数可以达到0.848 w m-1k-1。

技术特征：

1.一种界面效应增强型液晶聚酯，其特征在于，结构式如式i所示：

2.根据权利要求1所述的一种界面效应增强型液晶聚酯，其特征在于，所述界面效应增强型液晶聚酯的数均分子量mn在7500g/mol~70000g/mol的范围内。

3.权利要求1或2所述的界面效应增强型液晶聚酯的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

4.根据权利要求3所述的界面效应增强型液晶聚酯制备方法，其特征在于，

5.根据权利要求3所述的界面效应增强型液晶聚酯制备方法，其特征在于，

6.根据权利要求3所述的界面效应增强型液晶聚酯制备方法，其特征在于，所述的催化剂为无水醋酸锌和三氧化二锑；

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所述的高导热液晶聚酯复合材料制备方法，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或2所述的界面效应增强型液晶聚酯和/或权利要求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
本发明属于导热复合材料领域，公开了一种界面效应增强型液晶聚酯、高导热液晶聚酯复合材料及其制备方法与应用。将二元醇单体和苝‑3,9‑二羧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，得到界面效应增强型液晶聚酯。将石墨烯纳米片与界面效应增强型液晶聚酯溶于有机溶剂中，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，其中，液晶聚酯作为基体材料，石墨烯纳米片作为填料，液晶聚酯添加量占复合材料质量的70%~90%。基体和填料之间的π‑π堆叠作用，提高了其界面相容性，构建了导热网络，进一步提升了复合材料的导热性能，其垂直面导热系数可以达到0.848 W m<supgt;‑1</supgt;K<supgt;‑1</supgt;。

技术研发人员：史珺,孔晨光,王杭州,黄有诚,江淑敏,傅轶
受保护的技术使用者：中科院广州化学有限公司
技术研发日：
技术公布日：2025/1/9