本發(fā)明涉及導(dǎo)熱高分子，尤其涉及本征導(dǎo)熱高分子聚合物及其制備方法與導(dǎo)熱聚合物復(fù)合材料。

背景技術(shù)：

1、導(dǎo)熱高分子是一類具有優(yōu)異導(dǎo)熱性能的高分子材料，它們具有導(dǎo)熱性能良好、重量輕、耐腐蝕、絕緣性能好等優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用于電子設(shè)備的散熱模組、led照明、汽車電子、航空航天等領(lǐng)域，為熱管理提供了新的解決方案。導(dǎo)熱高分子通常由導(dǎo)熱填料和高分子基質(zhì)組成。常用的導(dǎo)熱填料包括氧化鋁、氧化硅、碳納米管等，這些填料具有良好的導(dǎo)熱性能。高分子基質(zhì)則提供了材料的機械性能和加工性能，并能與填料形成良好的界面相容性，有助于提高整體的導(dǎo)熱性能。

2、隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，導(dǎo)熱高分子的研究和應(yīng)用前景將會更加廣闊。但目前，導(dǎo)熱材料中高分子聚合物基質(zhì)材料其本身熱導(dǎo)率很低，導(dǎo)熱性能主要取決于填料的種類和用量，并且由于添加填料的量有一定的限制，使得導(dǎo)熱材料的熱導(dǎo)率很難進(jìn)一步提高，從而在滿足小型化、輕量化設(shè)備導(dǎo)熱需求等方面存在局限性。

3、因此，現(xiàn)有技術(shù)還有待于改進(jìn)和發(fā)展。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供本征導(dǎo)熱高分子聚合物及其制備方法與導(dǎo)熱聚合物復(fù)合材料，旨在解決現(xiàn)有導(dǎo)熱材料中高分子聚合物基體材料的熱導(dǎo)率很低且較難提高的問題。

2、本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

3、本發(fā)明的第一方面，提供一種本征導(dǎo)熱高分子聚合物，由具有式i～iii所示結(jié)構(gòu)的單體中的一種或兩種經(jīng)開環(huán)易位聚合反應(yīng)得到：

4、

5、其中，r1為為1～20中的整數(shù)，r2為

6、本發(fā)明提供的所述本征導(dǎo)熱高分子聚合物通過自組裝形成高度π-π堆疊相互作用的有序陣列，從而產(chǎn)生一種內(nèi)在的平面熱導(dǎo)率，具有良好的導(dǎo)熱性能，從而克服了傳統(tǒng)導(dǎo)熱材料中高分子聚合物基體材料導(dǎo)熱系數(shù)很低的問題。

7、可選地，所述本征導(dǎo)熱高分子聚合物具有如式a～d所示結(jié)構(gòu)之一的重復(fù)單元：

8、

9、

10、其中，r1為n為1～20中的整數(shù)；r2為

11、本發(fā)明的第二方面，提供一種所述的本征導(dǎo)熱高分子聚合物的制備方法，包括步驟：

12、制備所述單體；

13、將所述單體中的一種或兩種溶于第一有機溶劑中，通入惰性氣體并攪拌，得到單體溶液；

14、將[1,3-雙(2,4,6-三甲基苯基)-4,5-二氫咪唑-2-亞基][雙(3-溴吡啶)]亞芐基二氯化釕(ru-iii)溶于第二有機溶劑中，得到催化劑溶液；

15、將所述催化劑溶液注入所述單體溶液中，攪拌反應(yīng)，得到所述本征導(dǎo)熱高分子聚合物。

16、在制備方法中，一種單體或不同的兩種單體在催化劑ru-iii的作用下發(fā)生開環(huán)易位聚合反應(yīng)(romp)，生成所述本征導(dǎo)熱高分子聚合物，其合成路線如下所示：

17、

18、

19、可選地，所述第一有機溶劑為二氯甲烷或二甲基甲酰胺。

20、可選地，所述第二有機溶劑為二氯甲烷或二甲基甲酰胺。

21、可選地，所述惰性氣體可選氮氣或氬氣。

22、可選地，所述單體溶液中單體的濃度為0.01～1g/ml。

23、可選地，所述催化劑溶液中[1,3-雙(2,4,6-三甲基苯基)-4,5-二氫咪唑-2-亞基][雙(3-溴吡啶)]亞芐基二氯化釕的濃度為1～50mg/ml。

24、其中，可選地，制備所述單體包括步驟：

25、將降冰片烯-5，6-內(nèi)二羧酸酐溶于甲苯，得到溶液a，將胺基化合物溶于甲苯，得到溶液b，將溶液b加入溶液a中，得到混合溶液c；

26、在所述混合溶液c中加入4-二甲氨基吡啶，加熱攪拌進(jìn)行反應(yīng)，沉降、純化，得到所述式i或所述式ii所示的單體；

27、或者，進(jìn)一步地，將上述制得的式ii所示的單體溶于四氫呋喃中，在惰性氣氛和低溫條件下，將硼烷溶液加入固體溶液后，回流反應(yīng)，過濾、純化后得到所述式iii所示的單體；

28、其中，所述胺基化合物為r1為n為1～20中的整數(shù)，r2為

29、

30、本發(fā)明的第三方面，提供一種導(dǎo)熱聚合物復(fù)合材料，包括所述的本征導(dǎo)熱高分子聚合物和填充材料。

31、可選地，所述填充材料為石墨烯、碳納米管、六方氮化硼、氮化鋁、碳化硅、氫氧化鋁、氫氧化鎂、氧化鋁和氧化鋅中的一種或多種。在本征導(dǎo)熱高分子聚合物中添加一定量的導(dǎo)熱填料可進(jìn)一步增加導(dǎo)熱能力。

32、可選地，所述填充材料與所述本征導(dǎo)熱高分子聚合物的質(zhì)量之比為(0.01～1)：1。

33、有益效果：

34、本發(fā)明提供了一種本征導(dǎo)熱高分子聚合物及其制備方法與導(dǎo)熱聚合物復(fù)合材料，所述本征導(dǎo)熱高分子聚合物可通過自組裝形成高度π-π堆疊相互作用的有序陣列，從而產(chǎn)生一種內(nèi)在的平面熱導(dǎo)率，具有良好的導(dǎo)熱性能。相比于傳統(tǒng)的導(dǎo)熱材料，本發(fā)明的所述本征導(dǎo)熱高分子聚合物作為基體材料，因其良好的導(dǎo)熱性能使得導(dǎo)熱材料具有更輕、更靈活、更環(huán)保的特點。同時，所述本征高分子聚合物與填料復(fù)合可進(jìn)一步提高導(dǎo)熱材料的導(dǎo)熱性能，從而滿足了高導(dǎo)熱高分子材料的應(yīng)用需求。

技術(shù)特征：

1.一種本征導(dǎo)熱高分子聚合物，其特征在于，由具有式i～iii所示結(jié)構(gòu)的單體中的一種或兩種經(jīng)開環(huán)易位聚合反應(yīng)得到：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的本征導(dǎo)熱高分子聚合物，其特征在于，具有如式a～d所示結(jié)構(gòu)之一的重復(fù)單元：

3.一種如權(quán)利要求1所述的本征導(dǎo)熱高分子聚合物的制備方法，其特征在于，包括步驟：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的本征導(dǎo)熱高分子聚合物的制備方法，其特征在于，所述單體的制備方法，包括步驟：

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的本征導(dǎo)熱高分子聚合物的制備方法，其特征在于，所述第一有機溶劑為二氯甲烷或二甲基甲酰胺；和/或，所述第二有機溶劑為二氯甲烷或二甲基甲酰胺。

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的本征導(dǎo)熱高分子聚合物的制備方法，其特征在于，所述單體溶液中單體的濃度為0.01～1g/ml。

7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的本征導(dǎo)熱高分子聚合物的制備方法，其特征在于，所述催化劑溶液中[1,3-雙(2,4,6-三甲基苯基)-4,5-二氫咪唑-2-亞基][雙(3-溴吡啶)]亞芐基二氯化釕的濃度為1～50mg/ml。

8.一種導(dǎo)熱聚合物復(fù)合材料，其特征在于，包括如權(quán)利要求1所述的本征導(dǎo)熱高分子聚合物和填充材料。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的導(dǎo)熱聚合物復(fù)合材料，其特征在于，所述填充材料為石墨烯、碳納米管、六方氮化硼、氮化鋁、碳化硅、氫氧化鋁、氫氧化鎂、氧化鋁和氧化鋅中的一種或多種。

10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的導(dǎo)熱聚合物復(fù)合材料，其特征在于，所述填充材料與所述本征導(dǎo)熱高分子聚合物的質(zhì)量之比為(0.01～1)：1。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于導(dǎo)熱高分子技術(shù)領(lǐng)域，具體公開了本征導(dǎo)熱高分子聚合物及其制備方法與導(dǎo)熱聚合物復(fù)合材料。所述本征導(dǎo)熱高分子聚合物由具有如式I～式III所示結(jié)構(gòu)的單體中的一種或兩種經(jīng)開環(huán)易位聚合反應(yīng)得到。本發(fā)明提供的本征導(dǎo)熱高分子聚合物可通過自組裝形成高度π?π堆疊相互作用的有序陣列，從而產(chǎn)生一種內(nèi)在的平面熱導(dǎo)率，具有良好的導(dǎo)熱性能。相比于傳統(tǒng)的導(dǎo)熱材料，含所述本征導(dǎo)熱高分子聚合物的導(dǎo)熱材料具有更輕、更靈活、更環(huán)保的特點。所述本征高分子聚合物與填料復(fù)合得到導(dǎo)熱聚合物復(fù)合材料，可進(jìn)一步提高導(dǎo)熱材料的導(dǎo)熱性能，從而滿足高導(dǎo)熱高分子材料的應(yīng)用需求。

技術(shù)研發(fā)人員：孟鴻,饒秋實,賀耀武,劉志軍
受保護的技術(shù)使用者：北京大學(xué)深圳研究生院
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6