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

背景技術：

1、導熱高分子是一類具有優(yōu)異導熱性能的高分子材料，它們具有導熱性能良好、重量輕、耐腐蝕、絕緣性能好等優(yōu)點，被廣泛應用于電子設備的散熱模組、led照明、汽車電子、航空航天等領域，為熱管理提供了新的解決方案。導熱高分子通常由導熱填料和高分子基質組成。常用的導熱填料包括氧化鋁、氧化硅、碳納米管等，這些填料具有良好的導熱性能。高分子基質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熱性能。

2、隨著科學技術的不斷發(fā)展，導熱高分子的研究和應用前景將會更加廣闊。但目前，導熱材料中高分子聚合物基質材料其本身熱導率很低，導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，使得導熱材料的熱導率很難進一步提高，從而在滿足小型化、輕量化設備導熱需求等方面存在局限性。

3、因此，現(xiàn)有技術還有待于改進和發(fā)展。

技術實現(xiàn)思路

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

2、本發(fā)明的技術方案如下：

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

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)在的平面熱導率，具有良好的導熱性能，從而克服了傳統(tǒng)導熱材料中高分子聚合物基體材料導熱系數(shù)很低的問題。

7、可選地，所述本征導熱高分子聚合物具有如式a～d所示結構之一的重復單元：

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，得到所述本征導熱高分子聚合物。

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(romp)，生成所述本征導熱高分子聚合物，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，加熱攪拌進行反應，沉降、純化，得到所述式i或所述式ii所示的單體；

27、或者，進一步地，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，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，提供一種導熱聚合物復合材料，包括所述的本征導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。在本征導熱高分子聚合物中添加一定量的導熱填料可進一步增加導熱能力。

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

33、有益效果：

34、本發(fā)明提供了一種本征導熱高分子聚合物及其制備方法與導熱聚合物復合材料，所述本征導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)在的平面熱導率，具有良好的導熱性能。相比于傳統(tǒng)的導熱材料，本發(fā)明的所述本征導熱高分子聚合物作為基體材料，因其良好的導熱性能使得導熱材料具有更輕、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合可進一步提高導熱材料的導熱性能，從而滿足了高導熱高分子材料的應用需求。

技術特征：

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

2.根據(jù)權利要求1所述的本征導熱高分子聚合物，其特征在于，具有如式a～d所示結構之一的重復單元：

3.一種如權利要求1所述的本征導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)權利要求3所述的本征導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)權利要求3所述的本征導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)權利要求3所述的本征導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)權利要求3所述的本征導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。

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

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

技術總結
本發(fā)明屬于導熱高分子技術領域，具體公開了本征導熱高分子聚合物及其制備方法與導熱聚合物復合材料。所述本征導熱高分子聚合物由具有如式I～式III所示結構的單體中的一種或兩種經(jīng)開環(huán)易位聚合反應得到。本發(fā)明提供的本征導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)在的平面熱導率，具有良好的導熱性能。相比于傳統(tǒng)的導熱材料，含所述本征導熱高分子聚合物的導熱材料具有更輕、更靈活、更環(huán)保的特點。所述本征高分子聚合物與填料復合得到導熱聚合物復合材料，可進一步提高導熱材料的導熱性能，從而滿足高導熱高分子材料的應用需求。

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