一种绝缘高导热聚酰亚胺复合薄膜、制备方法及其应用与流程

分散剂：7％；偶联剂：2％。
18.作为本发明的一种优选改进：所述分散剂为乙烯基三乙氧基硅烷或者乙烯基三丙氧基 硅烷。
19.作为本发明的一种优选改进：所述的偶联剂为硅烷偶或者联剂。
20.本发明还提供了一种绝缘高导热聚酰亚胺复合薄膜的制备方法，包括如下步骤：
21.步骤一、将分散剂、偶联剂以及纳米二氧化硅均匀分散在非质子极性溶剂中，形成纳 米材料浆料；
22.步骤二、将反应单体混合物混合均匀后，加入反应釜中，加热熔化，得聚酰亚胺树脂；
23.步骤三、将聚酰亚胺树脂在纯氮气环境中加热至熔化，然后缓慢加入氮化铝填料粒子 和改性碳纤维，且在搅拌机中一并搅拌，搅拌机的搅拌速度按10转/分钟的速率增加，直 至600转/分钟，保持10-15分钟；
24.步骤四、再上纳米材料浆料倒入，继续搅拌，用压力传感器检测搅拌机叶片上的作用 力，若较为恒定，则停止搅拌；
25.步骤五、将搅拌后的物料在真空条件下脱泡，置于流涎机上制备成膜即可。
26.作为本发明的一种优选改进：在步骤一中，分散方式为超声分散、研磨、高速剪切机 中的一种。
27.作为本发明的一种优选改进：在步骤二中，加热温度为50-60℃。
28.作为本发明的一种优选改进：在步骤四中，搅拌速度为600-650转/分钟。
29.本发明还提供了一种绝缘高导热聚酰亚胺复合薄膜的应用，将提供的绝缘高导热聚酰 亚胺复合薄膜用于航天器防护中。
30.与相关技术相比，本发明提供的一种低介电聚酰亚胺、绝缘高导热聚酰亚胺复合薄膜、 制备方法及其应用具有如下优点：抗冲击强度和抗弯曲强度性能良好，可批量化生产，可 应用于航天航空领域。
具体实施方式
31.下面将结合本发明实施例对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然， 所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施 例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于 本发明保护的范围。
32.需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅 用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发 生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
33.另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解 为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、
ꢀ“
第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个
”ꢀ
的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
34.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解， 例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也 可以
是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的 连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言， 可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
35.另外，本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技 术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术 方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
36.本发明提供了一种绝缘高导热聚酰亚胺复合薄膜，包括聚酰亚胺材料层和与所述聚酰 亚胺材料层利用分子力相互复合固定的绝缘材料层，所述绝缘材料层包覆于所述聚酰亚胺 材料层的上下表面，其中，
37.所述聚酰亚胺材料层按重量百分含量，包括以下组分：
38.聚酰亚胺树脂：60-75％；
39.氮化铝填料粒子：10-20％；
40.改性碳纤维：10-15％；
41.纳米二氧化硅：5-7％；
42.分散剂：5-7％；
43.偶联剂：1-2％；
44.所述改性碳纤维为经偶联剂改性的碳纤维；
45.所述绝缘材料层为聚四氟乙烯材料层。
46.下面以具体实施例1和2对本发明提供的绝缘高导热聚酰亚胺复合薄膜进行详细说 明。
47.实施例1
48.本发明提供了一种绝缘高导热聚酰亚胺复合薄膜，包括聚酰亚胺材料层和与所述聚酰 亚胺材料层利用分子力相互复合固定的绝缘材料层，所述绝缘材料层包覆于所述聚酰亚胺 材料层的上下表面，其中，所述聚酰亚胺材料层按重量百分含量，包括以下组分：聚酰亚 胺树脂：60％；氮化铝填料粒子：10％；改性碳纤维：10％；纳米二氧化硅：5％；分散剂： 5％；偶联剂：1％。
49.实施例2
50.本发明提供了一种绝缘高导热聚酰亚胺复合薄膜，包括聚酰亚胺材料层和与所述聚酰 亚胺材料层利用分子力相互复合固定的绝缘材料层，所述绝缘材料层包覆于所述聚酰亚胺 材料层的上下表面，其中，所述聚酰亚胺材料层按重量百分含量，包括以下组分：聚酰亚 胺树脂：75％；氮化铝填料粒子：20％；改性碳纤维：15％；纳米二氧化硅：7％；分散剂： 7％；偶联剂：2％。
51.在实施例1和2中，所述改性碳纤维为经偶联剂改性的碳纤维；所述绝缘材料层为聚 四氟乙烯材料层。
52.需要进一步说明的是：所述分散剂为乙烯基三乙氧基硅烷或者乙烯基三丙氧基硅烷。 所述的偶联剂为硅烷偶或者联剂。
53.本发明还提供了一种绝缘高导热聚酰亚胺复合薄膜的制备方法，包括如下步骤：
54.步骤一、将分散剂、偶联剂以及纳米二氧化硅均匀分散在非质子极性溶剂中，形成纳 米材料浆料；
55.需要具体说明的是，在步骤一中，分散方式为超声分散、研磨、高速剪切机中的一种。
56.步骤二、将反应单体混合物混合均匀后，加入反应釜中，加热熔化，得聚酰亚胺树脂；
57.需要具体说明的是，在步骤二中，加热温度为50-60℃。
58.步骤三、将聚酰亚胺树脂在纯氮气环境中加热至熔化，然后缓慢加入氮化铝填料粒子 和改性碳纤维，且在搅拌机中一并搅拌，搅拌机的搅拌速度按10转/分钟的速率增加，直 至600转/分钟，保持10-15分钟；
59.步骤四、再上纳米材料浆料倒入，继续搅拌，用压力传感器检测搅拌机叶片上的作用 力，若较为恒定，则停止搅拌；
60.需要具体说明的是，在步骤四中，搅拌速度为600-650转/分钟。
61.步骤五、将搅拌后的物料在真空条件下脱泡，置于流涎机上制备成膜即可。
62.本发明还提供了一种绝缘高导热聚酰亚胺复合薄膜的应用，将提供的绝缘高导热聚酰 亚胺复合薄膜用于航天器防护中。
63.表1
[0064][0065]
由表1可以看见，同时具有20wt％的m-aln粒子和40wt％的n-aln粒子的复合材料 4m-2n-aln60/pi，表现出优异的导热性能，其热导率高达1.5
±
0.05w/m
·
k，是未添加任 何填料粒子的纯pi材料的约10倍，是相同加入量但仅加入m-aln粒子m-aln60/pi复合 材料(1.12w/m
·
k)的1.3倍。
[0066]
对于同时具有两种填料粒子的混合型m-n-aln/pi复合材料，粒径更小的n-aln粒子 对m-aln粒子的间隙有良好的填充作用，不仅减少了空隙并增加了密度，而且还形成了更 多的热传导途径，因而显示出明显改善的导热与机械性能。
[0067]
当只添加m-aln粒子时，所制备m-aln/pi复合材料的抗弯强度、无缺口冲击强度均 随粒子加入量的增大而显著降低。例如m-aln粒子含量由30wt％提高至60wt％，复合材料 的冲击强度由32.6kj/m2降低至6.1kj/m2。
[0068]
当额外加入n-aln粒子时，4m-2n-aln60/pi复合材料较相应含量的m-aln60/pi，抗 弯强度由、抗弯模量及冲击强度分别提高了7.8％、26.1％和13％。
[0069]
此外，4m-2n-aln60/pi复合材料表现出最高的介电常数(5.0
±
0.25)，以及最低的 介电损耗因子。该类绝缘导热pi复合材料性能良好，热压工艺方法简便且可批量化制备， 有望应用于航空航天领域。
[0070]
与相关技术相比，本发明提供的一种低介电聚酰亚胺、绝缘高导热聚酰亚胺复合薄膜、 制备方法及其应用具有如下优点：抗冲击强度和抗弯曲强度性能良好，可批量化生产，可 应用于航天航空领域。
[0071]
尽管本发明的实施方案已公开如上，但并不仅仅限于说明书和实施方案中所列运用， 它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现 另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特 定的细节。