(19)国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202210116288.3
(22)申请日 2022.02.07
地址 518103 广东省深圳市宝安区福永街
道龙王庙工业区
(72)发明人 文志斌 任琳琳 曾小亮 庞云嵩
艾代峰 许永伦 孙蓉
(74)专利代理机构 北京市诚辉律师事务所
11430
专利代理师 范盈 李玉娜
(51)Int.Cl.
C08G 75/045(2016.01)
C08F 122/20(2006.01)双扣管
C09K 19/38(2006.01)
(54)发明名称一种本征高柔性、高导热液晶弹性体材料及其制备和应用(57)摘要本发明公开了一种本征高柔性、高导热液晶弹性体材料，具有如式I所示的结构式，其中，o＝0～10，p＝1～10，q＝1～10，n≥1；所述R选自H，Cl，Br，F，CH 3，OCH 3和COOCH 3中的一种。本发明先通过丙烯酸酯液晶单体与硫醇迈克加成制备丙烯酸酯封端的预聚物，进一步压延取向光固化保持液晶取向形成有序结构，提高声子散射自由程，制备取向方向高导热(0.5‑1.6W/m K)，高断裂伸长率(≥100％)的本征导热液晶高分子热界面材料，解决了现有本征导热液晶高分子热界面材料制备复杂、不利于大规模生产、柔性差的问题， 其作为热界面材料具有广泛的应用前景。权利要求书2页 说明书6页 附图1页CN 114479084 A 2022.05.13
C N 114479084
A
1.一种本征高柔性、高导热液晶弹性体材料，其特征在于，具有如式I所示的结构式，
其中，o＝0～10，p＝1～10，q＝1～10，n≥1；
所述R选自H，Cl，Br，F，CH 3，
OCH 3和COOCH 3中的一种。2.一种本征高柔性、高导热液晶弹性体材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将式II所示液晶单体、式III所示扩链剂、迈克加成碱性催化剂和光引发剂溶于有机溶剂中，室温搅拌反应，反应结束后蒸发除去溶剂，真空干燥，得到预聚物混合物；
其中，o＝0～10，p＝1～10，q＝1～10；
所述R选自H，Cl，Br，F，CH 3，OCH 3和COOCH 3中的一种；
(2)将步骤(1)所述预聚物混合物置于离心膜上加热到完全澄清后，再降温至加热温度以下20℃后形成有序液晶相，置于压延机上，单轴拉伸取向后光照聚合，取出薄膜即获得本征高柔性、高导热液晶弹性体材料。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，以物质的量计算，步骤(1)中所述液晶单体为1～10份，扩链剂0～9份，迈克加成碱性催化剂0.1份，光引发剂0.01份。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述液晶单体和扩链剂的物质的量比为n：(n ‑1)。
5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述迈克加成碱性催化剂选自如下所示化合物中的一种，
6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述光引发剂为自由基光引发剂；优选地，所述光引发剂选自如下所示化合物中的一种，
甜菜斑蝇7.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述加热温度为25～120℃。
8.权利要求1所述本征高柔性、高导热液晶弹性体材料或权利要求2‑6任一项所述制备方法制备得到的本征高柔性、高导热液晶弹性体材料在电子器件散热中的应用。
9.权利要求1所述本征高柔性、高导热液晶弹性体材料或权利要求2‑6任一项所述制备方法制备得到的本征高柔性、高导热液晶弹性体材料作为热界面材料的应用。
一种本征高柔性、高导热液晶弹性体材料及其制备和应用
空心型钢技术领域
[0001]本发明属于高导热高分子材料技术领域，具体涉及一种本征高柔性、高导热液晶弹性体材料及其制备和应用。
背景技术
[0002]随着大尺寸高功率芯片的发展，热量聚集严重影响其工作稳定性和使用寿命，其关键问题是开发热传导方向高导热的热界面材料。聚合物具有质轻、易加工成型、力学性能好、低电导率和低成本的优点，是广泛使用的热管理材料的主要类别之一，但是与传统的金属或者陶瓷材料相比，由于聚合物分子链的无规则缠绕、低的结晶度以及分子链的振动对声子的散射作用，导致聚合物低的导热系数(0.1–0.2W K‑1m‑1)，成为限制其在热管理材料中应用的最大瓶颈。为了改善聚合物材料的导热性能，常用的方法是掺杂高导热的无机填料，但是会降低材料机械性能。相比填充型高分子复合材料，通过改变高分子的本征结构而获得具有一定导热性能的纯高分子称为本征导热高分子材料，分子动力学模拟和实验研究表明，作为低维材料的单个聚合物链理论上具有相当高的导热系数，一个本质提高聚合物本征导热性能的有效方法是改善聚合物链的取向并增加聚合物有序性和取向区域的数量。众所周知，液晶高分子表现出自发的局部取向，优异的各向异性使其有望成为理想的本征高导热材料，大多
数研究需要采用机械摩擦、电场或磁场等方法取向液晶单体后聚合，制备宏观有序的结构。
辐射取暖器
[0003]文献Polym.Commun.1991,32,285利用双螺杆挤出，注塑成型的方法，将聚氨酯类液晶聚合物制成平行取向的膜及纤维，测得其沿着纤维长轴方向的热导率为1.85W/m K。[0004]文献Adv.Mater.1993,5,107报道了通过机械摩擦表面取向丙烯酸酯液晶分子，进而通过紫外光聚合制备液晶高分子薄膜，水平方向热导率最高达5.2W/m K。
[0005]文献J.Polym.SCI.Pol.Phys.2003,41,1739通过磁场对无定形的液晶环氧树脂进行垂直配向，并经过热固化交联，通过激光闪光法测得其沿着磁场方向的热导率为0.89W/m K。
[0006]文献Chem.Commun.2016,52,4313报道了利用电场取向合成的丙烯酸酯液晶单体，利用电场取向后光固化形成液晶薄膜，沿电场方向的热导率最高为2.44W/m K。
[0007]热界面材料在使用过程中不仅需要高的导热，还需要高的拉伸性能以减轻芯片、均热板和热沉因热膨胀系数不匹配导致的应力集中而引起的翘曲失效问题。上述方法制备得到的热界面材料不能满足高导热和高柔性的需求，并且制备条件复杂和成本高，也没有对高导热液晶高分子的力学性能进行研究。
发明内容
[0008]为了解决本征导热液晶高分子热界面材料制备复杂，不利于大规模生产，柔性差的问题，本发明提出一种本征高柔性、高导热液晶弹性体材料及其制备和应用。
[0009]本发明第一方面提供一种本征高柔性、高导热液晶弹性体材料，其具有如式I所示
的结构式，
[0010]带写字板的椅子
[0011]
其中，o＝0～10，
p＝1～10，q＝1～10，n≥1；[0012]所述R选自H，Cl，Br，F，CH 3，OCH 3和COOCH 3中的一种。
[0013]本发明第二方面提供一种本征高柔性、高导热液晶弹性体材料的制备方法，包括如下步骤：
[0014](1)将式II所示液晶单体、式III所示扩链剂、迈克加成碱性催化剂和光引发剂溶
文蛤刃于有机溶剂中，室温搅拌反应，反应结束后蒸发除去溶剂，真空干燥，得到预聚物混合物；
[0015]
[0016]
其中，o＝0～10，
p＝1～10，q＝1～10；[0017]所述R选自H，Cl，Br，F，CH 3，
OCH 3和COOCH 3中的一种；[0018](2)将步骤(1)所述预聚物混合物置于离心膜上加热到完全澄清后，再降温至加热温度以下20℃后形成有序液晶相，置于压延机上，单轴拉伸取向后光照聚合，取出薄膜即获得本征高柔性、高导热液晶弹性体材料。
[0019]进一步地，以物质的量计算，步骤(1)中所述液晶单体为1～10份，扩链剂0～9份，迈克加成碱性催化剂0.1份，光引发剂0.01份。
[0020]进一步地，步骤(1)中所述液晶单体和扩链剂的物质的量比为n：(n ‑1)。
[0021]进一步地，所述迈克加成碱性催化剂选自如下所示化合物中的一种，
[0022]
[0023]
进一步地，所述光引发剂为自由基光引发剂；[0024]优选地，所述光引发剂选自如下所示化合物中的一种，
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