【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及聚酰亚胺复合材料，具体为一种过渡金属氧化物掺杂聚酰亚胺复合材料及其制备方法。
技术介绍
1、随着技术的进步，导热材料也在不断发展。当前的研究热点包括开发更高热导率的材料、降低热阻、提高材料的耐用性和稳定性，以及开发具有智能响应特性的新型导热材料。此外，随着纳米技术的应用，纳米尺度的填料被用于增强材料的热导率，这也成为了一个重要的发展方向。
2、目前制备大尺寸的导热微片有利于降低高界面热阻，可从根本上改善面内热传导。其中，聚酰亚胺是一类三维材料，这是因为聚酰亚胺是由线性或支化的聚合物链构成的，这些链通过化学键相互连接形成一个连续的三维网络结构，可为导热材料提供大尺寸界面，进而减少热阻。但其在潮湿环境中会吸收水分，导致尺寸变化和电性能的下降。尤其在高湿度条件下，聚酰亚胺的介电常数和损耗角正切会增大，影响其作为绝缘材料的性能。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种过渡金属氧化物掺杂聚酰亚胺复合材料及其制备方法，其利用醚化改性掺杂技术赋予新功能基以有效改善现有导热材料因吸湿性所致热阻改变，以解决上述所提到的技术问题。
2、一种过渡金属氧化物掺杂聚酰亚胺复合材料，以质量份数计，制备原料包括：4-6份二酐单体、5-7份二胺单体、0.1-0.3份改性剂，0.2-0.6份过渡金属氧化物、2-4份增强剂、0.08-0.1份催化剂和/或脱水剂；
3、其中，所述二酐单体为疏水性单体。
4、可选地，所述二酐单体为全氟己基二酐
5、可选地，所述二胺单体为4,4'-二氨基二苯醚(oda)、4,4'-二氨基二苯甲烷(mda)、3,3'-二甲基-4,4'-二氨基二苯醚(omda)、4,4'-二氨基二苯砜(dds)、对苯二胺(pda)、4,4'-二氨基二苯基二甲基联苯(bpda)、3,3'-二甲基-4,4'-二氨基二苯基甲烷(mda)、4,4'-二氨基二苯基砜(dds)、2,2-双(4-氨基苯氧基)六氟丙烷(6fda-dam)中的一种或多种。
6、可选地，所述改性剂为2-吡啶基乙胺盐酸盐、环戊烷乙胺盐酸盐、1-(4-碘苯基)乙胺盐酸盐、2-氟乙胺盐酸盐、2-(2-萘基)乙胺盐酸盐、盐酸羟乙胺盐酸盐中的一种。
7、可选地，所述过渡金属氧化物为氧化钴、氧化镍、氧化钼、氧化铁、氧化铜中的一种或多种。
8、可选地，所述增强剂为纳米zno、纳米sio2、纳米bn片、mxene纳米片中的一种或多种。
9、可选地，所述催化剂为六氟异丙醇、三甲基氯硅烷、甲苯磺酸、吡啶、三乙胺、乙酸酐中的一种或多种。
10、可选地，所述脱水剂为六氟异丙醇、三甲基氯硅烷、甲苯磺酸、吡啶、三乙胺、乙酸酐中的一种或多种。
11、一种过渡金属氧化物掺杂聚酰亚胺复合材料的制备方法，应用于制备上述所述的过渡金属氧化物掺杂聚酰亚胺复合材料，所述制备方法包括以下步骤：
12、s1、选取4-6份二酐单体和5-7份二胺单体超声分散于20mln，n-二甲基乙酰胺中，在惰性气体保护气氛下，处于35-50℃反应0.5-1h，再处于0℃反应3-5h，然后室温静置24h，得到前驱体溶液；
13、其中，所述二酐单体为疏水性单体；
14、s2、选取0.1-0.3份改性剂溶于10ml n,n-二甲基甲酰胺中，并将其加入所述前驱体溶液中处于50-80℃反应3-5h，得到聚酰亚胺复合材料网络结构基体；
15、s3、向所述聚酰亚胺复合材料网络结构基体中加入0.2-0.6份过渡金属氧化物、2-4份增强剂以及0.08-0.1份催化剂和/或脱水剂，处于80℃反应24h，得到预制体；
16、s4、将所述预制体倒入模具中，经热成型得到过渡金属氧化物掺杂聚酰亚胺复合材料。
17、可选地，在所述s4中，所述过渡金属氧化物掺杂聚酰亚胺复合材料的热成型反应条件为：
18、置于平板硫化机内，在20-70mpa/cm2压力下，处于300℃反应2h。
19、本专利技术能产生的有益效果包括：
20、本专利技术所提供的一种过渡金属氧化物掺杂聚酰亚胺复合材料及其制备方法，在制备过渡金属氧化物掺杂聚酰亚胺复合材料时，所选取的单体为疏水单体，从结构上引入疏水官能团，通过反应得到疏水性能的聚酰亚胺前驱体溶液，并进一步对其结构上的羧基进行醚化改性以进一步增强其疏水性能，抑制其因吸湿导致热阻改变；同时通过掺杂过渡金属氧化物，使得过渡金属氧化物掺杂聚酰亚胺复合材料在机械性能、导热性能、膨胀系数以及多功能性方面均优于传统聚酰亚胺复合材料；并且，纳米级增强剂可以显著提高复合材料的机械性能，由于纳米颗粒的高比表面积和强界面相互作用，它们能够有效地传递应力，从而提高过渡金属氧化物掺杂聚酰亚胺复合材料的整体机械性能，且协同改善导热性能以及降低膨胀系数。
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1.一种过渡金属氧化物掺杂聚酰亚胺复合材料，其特征在于，以质量份数计，制备原料包括：4-6份二酐单体、5-7份二胺单体、0.1-0.3份改性剂、0.2-0.6份过渡金属氧化物、2-4份增强剂、0.08-0.1份催化剂和/或脱水剂；
2.根据权利要求1所述的一种过渡金属氧化物掺杂聚酰亚胺复合材料，其特征在于，所述二酐单体为全氟己基二酐(PFDA)、3,3',4,4'-联苯四甲酸二酐(BPDA)、4,4'-(六氟异丙醇)二邻苯二甲酸酐(6FDA)、均苯四甲酸二酐(PMDA)、3,3',4,4'-二苯甲酮四甲酸二酐(BTDA)、4,4'-(六氟异丙醇)二苯甲酮四甲酸二酐(6FBA)、3,3',4,4'-二苯醚四甲酸二酐(BPADA)、3,3',4,4'-二苯硫醚四甲酸二酐(BTDA)中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的一种过渡金属氧化物掺杂聚酰亚胺复合材料，其特征在于，所述二胺单体为4,4'-二氨基二苯醚(ODA)、4,4'-二氨基二苯甲烷(MDA)、3,3'-二甲基-4,4'-二氨基二苯醚(OMDA)、4,4'-二氨基二苯砜(DDS)、对苯二胺(PDA)
4.根据权利要求1所述的一种过渡金属氧化物掺杂聚酰亚胺复合材料，其特征在于，所述改性剂为2-吡啶基乙胺盐酸盐、环戊烷乙胺盐酸盐、1-(4-碘苯基)乙胺盐酸盐、2-氟乙胺盐酸盐、2-(2-萘基)乙胺盐酸盐、盐酸羟乙胺盐酸盐中的一种。
5.根据权利要求1所述的一种过渡金属氧化物掺杂聚酰亚胺复合材料，其特征在于，所述过渡金属氧化物为氧化钴、氧化镍、氧化钼、氧化铁、氧化铜中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的一种过渡金属氧化物掺杂聚酰亚胺复合材料，其特征在于，所述增强剂为纳米ZnO、纳米SiO2、纳米BN片、MXene纳米片中的一种或多种。
7.根据权利要求1所述的一种过渡金属氧化物掺杂聚酰亚胺复合材料，其特征在于，所述催化剂为六氟异丙醇、三甲基氯硅烷、甲苯磺酸、吡啶、三乙胺、乙酸酐中的一种或多种。
8.根据权利要求1所述的一种过渡金属氧化物掺杂聚酰亚胺复合材料，其特征在于，所述脱水剂为六氟异丙醇、三甲基氯硅烷、甲苯磺酸、吡啶、三乙胺、乙酸酐中的一种或多种。
9.一种过渡金属氧化物掺杂聚酰亚胺复合材料的制备方法，其特征在于，应用于制备权利要求1-8任一项所述的过渡金属氧化物掺杂聚酰亚胺复合材料，所述制备方法包括以下步骤：
10.根据权利要求9所述的一种过渡金属氧化物掺杂聚酰亚胺复合材料的制备方法，其特征在于，在所述S4中，所述过渡金属氧化物掺杂聚酰亚胺复合材料的热成型反应条件为：
...【技术特征摘要】
1.一种过渡金属氧化物掺杂聚酰亚胺复合材料，其特征在于，以质量份数计，制备原料包括：4-6份二酐单体、5-7份二胺单体、0.1-0.3份改性剂、0.2-0.6份过渡金属氧化物、2-4份增强剂、0.08-0.1份催化剂和/或脱水剂；
2.根据权利要求1所述的一种过渡金属氧化物掺杂聚酰亚胺复合材料，其特征在于，所述二酐单体为全氟己基二酐(pfda)、3,3',4,4'-联苯四甲酸二酐(bpda)、4,4'-(六氟异丙醇)二邻苯二甲酸酐(6fda)、均苯四甲酸二酐(pmda)、3,3',4,4'-二苯甲酮四甲酸二酐(btda)、4,4'-(六氟异丙醇)二苯甲酮四甲酸二酐(6fba)、3,3',4,4'-二苯醚四甲酸二酐(bpada)、3,3',4,4'-二苯硫醚四甲酸二酐(btda)中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的一种过渡金属氧化物掺杂聚酰亚胺复合材料，其特征在于，所述二胺单体为4,4'-二氨基二苯醚(oda)、4,4'-二氨基二苯甲烷(mda)、3,3'-二甲基-4,4'-二氨基二苯醚(omda)、4,4'-二氨基二苯砜(dds)、对苯二胺(pda)、4,4'-二氨基二苯基二甲基联苯(bpda)、3,3'-二甲基-4,4'-二氨基二苯基甲烷(mda)、4,4'-二氨基二苯基砜(dds)、2,2-双(4-氨基苯氧基)六氟丙烷(6fda-dam)中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的...
【专利技术属性】
技术研发人员：李龙，秦锋，张新航，杜歌，刘浪浪，杨旭斌，陈明，
申请(专利权)人：陕西普利美材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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