本发明专利技术公开了一种耐高温导热聚酰亚胺垫片的制备方法，包括原料有4,4'‑二氨基二苯基甲烷（MDA）、3,3',4,4'‑二苯酮四酸二酐（BTDA）、六方氮化硼（BN）和含氢聚醚硅油，步骤：S1、在非质子极性溶剂中及氮气环境保护下，加入二胺和二酐，进行初步反应；S2、将导热粉末和稳定剂在分散液中分散后依次和步骤S1初步反应制备的树脂混合；S3、将步骤S2中得到的树脂进行过滤和真空消泡，并将其均匀地涂覆至专用模具中，用热压仪器热处理，形成薄膜；S4、步骤S3中的薄膜经过升温亚胺化后，得到导热聚酰亚胺垫片；效果：出色的耐高温和绝缘特性，提高了垫片的导热性能；提高产品的强度；BN粉体不易脱落。
1、如今，为顺应时代发展，高集成度和高功率的电子设备产品的尺寸逐渐减小，导致密集空间产生的热量呈指数级增加的问题越来越突出，严重影响了产品的可操作性和使用寿命。由此，需要导热材料将多余的能量从电子设备内部传输到外部，维持电子设备的稳定运行。与传统的金属、碳和陶瓷材料相比，聚合物基导热复合材料因其出色的电绝缘性能、较强的抗冲击性、耐化学性和良好的热稳定性而受到广泛的研究和关注。
2、其中，聚酰亚胺（pi）具有优异的稳定性和机械性能，在电子电气工程领域具有广阔的发展前景。然而，其非晶态使其导热系数低，限制了pi的广泛应用。目前，在聚合物基体中添加导热填料是提高pi导热系数的常用策略，常用的导热填料包括无机材料，如还原氧化石墨烯、碳纳米管、氮化硼和氧化铝。其中，六方氮化硼（bn）由于其较高的面内和面外导热系数值，分别高达400w/m.k和5 w/m.k，因此被广泛作为填料使用。
3、然而，填料具有化学惰性，与聚合物基质的相容性较差。在低填料水平下，由于分散的填料之间的高界面热阻以及整个复合材料中缺乏有效的传热路径，会导致膜的导热性能偏低；而在高填料水平下，又不可避免地会牺牲复合材料的机械和电气绝缘性能，这就给制备高导热的聚酰亚胺垫片带来了阻碍。
>1、本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种耐高温导热聚酰亚胺垫片的制备方法，高填充bn的导热系数高达20w/m.k的耐高温导热聚酰亚胺垫片的制备方法，所得到的导热聚酰亚胺垫片，导热性能可达到20 w/m.k，热分解温度高于400℃，膜的断裂拉伸率大于10%，此外，正常使用下， bn粉末不会脱落。2、为了实现上述目的，本专利技术所采取的措施：
3、一种耐高温导热聚酰亚胺垫片的制备方法，包括原料有4,4'-二氨基二苯基甲烷（mda）、3,3',4,4'-二苯酮四酸二酐（btda）、六方氮化硼（bn）和含氢聚醚硅油，先使用mda和btda在n-甲基吡咯烷酮（nmp）合成聚酰胺酸前驱体，氮化硼和含氢聚醚硅油在中间步骤进行添加，最后使用热亚胺化法得到聚酰亚胺垫片；其具体制备方法包括如下步骤：
4、s1、在非质子极性溶剂中及氮气环境保护下，加入二胺和二酐，并进行初步反应，二酐和二胺的摩尔比为0.9-0.94：1；
5、s2、将导热粉末和稳定剂在分散液中分散后依次和步骤s1初步反应制备的树脂混合，并使用二酐进行调酐，最终使二酐和二胺的摩尔比为0.94-0.99：1；
6、s3、将步骤s2中得到的树脂进行过滤和真空消泡，并将其均匀地涂覆至专用模具中，在热压仪器于一定温度、一定真空度下进行热处理，形成薄膜；
7、s4、步骤s3中的薄膜经过程序升温且完全亚胺化后，得到最终的导热聚酰亚胺垫片；
8、为满足材料机械性能的需要，使用特殊柔性单体。在步骤s1中所述二胺为4,4'-二氨基二苯基甲烷（mda），在步骤s1中所述二酐为3,3',4,4'-二苯酮四酸二酐（btda）。考虑普遍性和操作可行性，在步骤s1所述非质子极性溶剂为n-甲基吡咯烷酮（nmp）；
9、在合成前驱体树脂前，先将导热粉体和稳定剂在nmp中进行剪切分散，并确保分散导热粉末与聚酰亚胺前驱体树脂均匀混合。该导热粉末为六方氮化硼，导热粉末的平均粒径应小于5μm，且添加质量百分比应在75-85%之间，这将有利于平衡聚酰亚胺垫片的导热性能和机械性能。该导热聚酰亚胺垫片的断裂伸长率高于10%，导热性能达到20 w/m.k。
10、所述稳定剂为含氢聚醚硅油，其主要目的是使树脂可以容纳更多的导热粉体，提高产品机械性能；所述稳定剂添加量在5wt%，以保证稳定效果。
11、为达到较高的导热性能，在聚酰胺酸中加入过高比例的导热粉末，容易导致膜机械性能变低，同时影响量产时的生产难度。因此，找到合适的配比，协调聚酰亚胺垫片的导热性能和力学性能变得至关重要。
12、步骤s1所述二胺为4,4'-二氨基二苯基甲烷（mda），二酐为3,3',4,4'-二苯酮四酸二酐（btda）；
13、步骤s2所述导热粉末为六方氮化硼，该导热粉末粒径小于5μm，添加量在75-85wt%；所述稳定剂为含氢聚醚硅油，添加量为5wt%；
14、步骤s3中所述一定温度为100℃-330℃，一定真空度为-0.04~-0.06mpa；步骤s4中程序升温的温度具体为：70℃-150℃/1h，150℃-250℃/1h，250℃-330℃/1h；
15、所述导热聚酰亚胺垫片的厚度在100-150μm。
16、本专利技术为得到较高质量的高填充bn的耐高温导热聚酰亚胺垫片，首先需要选择合适的二酐和二胺单体，使树脂中加入高比例粉末后也能保持一定的机械性能及电性能，其次，通过在树脂中加入含氢聚醚硅油这种稳定剂，使树脂可以容纳更高比例的bn粉末。
17、本专利技术的有益效果：（1）本专利技术通过特殊柔性二胺单体和二酐单体进行缩合聚合反应，在生产上具有一定的可操作性，同时，两种单体中均不含氟原子或其他卤族元素，对环境友好，顺应当今中国社会的环保方针。
18、（2）本专利技术加入高比例的bn粉体，既有聚酰亚胺的耐高温和绝缘特性，同时大大提高了垫片的导热性能，通过调整配比和原料种类，使得垫片还具有一定的机械性能。
19、（3）本专利技术中通过加入含氢聚醚硅油，一定程度上可以提高产品的强度，其极强的两亲性也能增加材料的粉体容纳量，使其可以容纳更高比例的bn粉体，这对于扩大生产有着积极意义。
20、（4）垫片形状、大小可定制，且垫片使用过程中，bn粉体不易脱落。
21、（5）本专利技术方法制得的耐高温导热聚酰亚胺垫片，其中材料的配比比例不同，主要带来导热性的差异，比例越高，材料导热性能越好。本专利技术专利申请制得的耐高温导热聚酰亚胺垫片，其材料绝缘强度＞6kv/mm，绝缘性差异由添加导热粉末自身特性决定，pi本身属于绝缘性材料。
22、（6）高比例导热粉末会导致材料机械性能变差，成型困难。含氢聚醚硅油主要能在聚合物和无机物之前起到“分子桥”作用，提高导热粉末和树脂间的结合力，进而使树脂提高导热粉末填充量。未加含氢聚醚硅油，75%bn添加，材料断裂伸长率低于10%，同条件下制备加入含氢聚醚硅油，断裂伸长率17%。
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【技术保护点】
1.一种耐高温导热聚酰亚胺垫片的制备方法，包括原料有4,4'-二氨基二苯基甲烷（MDA）、3,3',4,4'-二苯酮四酸二酐（BTDA）、六方氮化硼（BN）和含氢聚醚硅油，其特征在于：先使用MDA和BTDA在N-甲基吡咯烷酮（NMP）合成聚酰胺酸前驱体，氮化硼和含氢聚醚硅油在中间步骤进行添加，最后使用热亚胺化法得到聚酰亚胺垫片；其具体制备方法包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种耐高温导热聚酰亚胺垫片的制备方法，其特征在于：步骤S1所述非质子极性溶剂为N-甲基吡咯烷酮（NMP）。
3.根据权利要求1或2所述的一种耐高温导热聚酰亚胺垫片的制备方法，其特征在于：步骤S1所述二胺为4,4'-二氨基二苯基甲烷（MDA），二酐为3,3',4,4'-二苯酮四酸二酐（BTDA）。
4.根据权利要求3所述的一种耐高温导热聚酰亚胺垫片的制备方法，其特征在于：步骤S2所述导热粉末为六方氮化硼，该导热粉末粒径小于5μm，添加量在75-85wt%；所述稳定剂为含氢聚醚硅油，添加量为5wt%。
5.根据权利要求4所述的一种耐高温导热聚酰亚胺垫片的制备方法，其特征在于：步骤S3中所述一定温度为100℃-330℃，一定真空度为-0.04~-0.06MPa；步骤S4中程序升温的温度具体为：70℃-150℃/1h，150℃-250℃/1h，250℃-330℃/1h。
6.根据权利要求5所述的一种耐高温导热聚酰亚胺垫片的制备方法，其特征在于：所述导热聚酰亚胺垫片的厚度在100-150μm。
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【技术特征摘要】
1.一种耐高温导热聚酰亚胺垫片的制备方法，包括原料有4,4'-二氨基二苯基甲烷（mda）、3,3',4,4'-二苯酮四酸二酐（btda）、六方氮化硼（bn）和含氢聚醚硅油，其特征在于：先使用mda和btda在n-甲基吡咯烷酮（nmp）合成聚酰胺酸前驱体，氮化硼和含氢聚醚硅油在中间步骤进行添加，最后使用热亚胺化法得到聚酰亚胺垫片；其具体制备方法包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种耐高温导热聚酰亚胺垫片的制备方法，其特征在于：步骤s1所述非质子极性溶剂为n-甲基吡咯烷酮（nmp）。
3.根据权利要求1或2所述的一种耐高温导热聚酰亚胺垫片的制备方法，其特征在于：步骤s1所述二胺为4,4'-二氨基二苯基甲烷（mda），二酐为3,3',4,...
【专利技术属性】
技术研发人员：岑建军，吴春泉，陈宇超，吴武波，
申请(专利权)人：宁波今山新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：
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