本技术领域涉及导热材料,特别是一种高效导热尼龙复合材料的制备方法和应用。制备过程包括:A、将尼龙6、纳米碳纤维和酸酐改性乙烯基共聚物混合均匀,然后进行真空干燥,得到混合物。
背景技术
随着5G时代的到来,新一代高度集成化,高功率的电子设备发展迅速。然而这些电子设备在运行过程中会积累大量的热量,如果热量无法及时散出,会对电子设备的安全性、使用寿命和性能造成严重负面影响。散热成为了影响器件使用效率和寿命的关键因素,这也给热管理材料的综合性能提出了更高的要求。一种理想的策略是将高导热填料与低密度、易加工的高分子聚合物结合起来,形成一种聚合物基导热绝缘复合材料来作为散热器。目前通用的制备方法是利用熔融共混、溶液共混等物理共混的方法,但填料的随机分布和无规排列限制了高分子导热复合材料的有效热传导,使得复合材料的实际导热系数跟预期相差甚远,因此填料的均匀分散和取向排列是获得高导热系数的关键。
尼龙6(nylon)是五大工程塑料之一,凭借质轻、强度大、容易成型加工等优良性能,作为制备商业设备如发动机、LED、散热器的重要材质,广泛应用于5G通信,电子封装,能源传输等领域。目前关于尼龙导热复合材料的制备方式主要包括熔融或者溶液共混,制备具有隔离结构的尼龙导热复合材料以及在尼龙基体中构建三维导热网络。与其他聚合物基导热复合材料一样,物理共混得到的尼龙导热复合材料往往具有较低的导热系数。隔离结构虽然有助于导热通路的构筑,但是其机械性能往往较弱。三维导热网络能够在面内和面外两个方向为尼龙复合材料带来可观的传热能力,然而需要在三维导热骨架上面进行尼龙的原位聚合,面临过程复杂,分子量难以控制,重复性差等问题,很难进行高效生产。因此,能够通过取向结构获得兼具高导热性能和机械性能的尼龙复合材料是解决问题的关键。
熔融沉积(FDM)作为一种广泛使用的增材制造技术,利用聚合物基复合材料,能够实现复杂的几何定制和快速原型制造。FDM技术的持续发展突显了FDM打印聚合物基复合材料作为热管理材料对于包括航空航天和生物医学工程在内的多种应用的重要性。然而打印过程中尼龙6的翘曲以及较多孔隙的产生限制了复合材料导热性能的提升,一定程度上延缓了FDM在尼龙基热管理材料领域的发展。
实现思路