CN109161225A - 一种用于cpu处理器上的液晶高分子材料及其制备方法 - Google Patents

一种用于cpu处理器上的液晶高分子材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及液晶高分子材料技术领域，具体涉及一种用于CPU处理器上的液晶高分子材料及其制备方法，液晶高分子材料包括：LCP、改性玻璃纤维、导热纤维、防翘曲添加剂、润滑剂和抗氧化剂，所述改性玻璃纤维为经过表面活性剂改性处理后的玻璃纤维，所述导热纤维由聚丙烯腈碳纤维和分散于聚丙烯腈碳纤维上的纳米导热填料组成。本发明的导热纤维以聚丙烯腈碳纤维为基体，聚丙烯腈碳纤维具有一定的导电性，因此利用聚丙烯腈碳纤维的网络机构可以赋予液晶高分子材料优良的抗静电性，此外，聚丙烯腈碳纤维可以协同玻璃纤维提高液晶高分子材料力学性能和抗翘曲变形性，从而有效降低玻璃纤维的用量，避免玻璃纤维外露的现象发生。

Description

一种用于CPU处理器上的液晶高分子材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及液晶高分子材料技术领域，具体涉及一种用于CPU处理器上的液晶高分子材料及其制备方法。
背景技术
液晶聚酯树脂(LCP)由于具有优异的电绝缘性、耐热性、尺寸稳定性及熔融时流动性，被广泛应用于电子电气部件，如印刷电路板、半导体、连接器、继电器和开关。
CPU处理器需要的电子元器件一般是小尺寸的零件，这些超细的零件在生产装配过程中都是自动化生产线的，这就少不了设备机械手的接触，在不停的接触中很容易会产生静电，从而容易发生静电损坏。此外，LCP材料还存在易变形翘曲的问题。
专利申请号为201510557822.4的发明专利公开了一种具有抗静电和防翘曲功能的液晶聚合物，其通过在LCP中加入玻璃纤维和防静电剂进行改性，但是其制得的液晶聚合物的力学性能仍较低，而且容易造成玻璃纤维的用量过高，反而提高加工难度，玻璃纤维容易外露，进一步会造成表面电阻率过高，丧失防静电性。
此外作为CPU处理器需要的电子元器件材料还应具有导热的特性，利用散热，现有一般都是通过直接加入导热填料进行改性，但该改性方法容易由于有机聚合物和无机填料不相容性导致性能劣化。
发明内容
为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种具有防翘曲、抗静电性、导热性以及高力学性能的用于CPU处理器上的液晶高分子材料，本发明的另一目的在于提供该液晶高分子材料的制备方法，制备方法简单高效，制得的液晶高分子材料具有优异性能，利于工业生产。
本发明的目的通过下述技术方案实现：
一种用于CPU处理器上的液晶高分子材料，包括如下重量份的原料：
其中，所述改性玻璃纤维为经过表面活性剂改性处理后的玻璃纤维，所述导热纤维由聚丙烯腈碳纤维和分散于聚丙烯腈碳纤维上的纳米导热填料组成。
聚合物导热系数的提高取决于在基体内形成的导热通路数目及稳定性、界面热阻等。一般而言，当导热填料用量较低时，导热填料对聚合物导热性的提高极为有限，只有导热填料用量增加到足够比例时，导热填料才相互接触形成导热填料，复合材料的导热性能才能明显提高。此外，导热填料加入到LCP中，尤其当导热填料为纳米特性时，由于极性、表面化学基团等因素和LCP的相容性较差，导致纳米导热填料在LCP中难以分散，因此增大了纳米导热填料在LCP中形成导热通路的难度。
本发明通过将纳米导热填料分布于聚丙烯腈碳纤维表面上，并且聚丙烯腈碳纤维也具有良好的导热性，因此纳米导热填料可以借助聚丙烯腈丝的纤维结构可以在LCP中有效构建导热通路，从而提高液晶高分子材料的导热性。此外，纳米导热填料分散于聚丙烯腈碳纤维上，也可以解决纳米导热填料自身易团聚难分散的问题，即使不通过偶联剂改性，纳米导热填料仍具有较好的表现。
另，本发明的导热纤维以聚丙烯腈碳纤维为基体，聚丙烯腈碳纤维具有一定的导电性，因此利用聚丙烯腈碳纤维的网络机构可以赋予液晶高分子材料优良的抗静电性，此外，聚丙烯腈碳纤维可以协同玻璃纤维提高液晶高分子材料防翘曲性、拉伸强度、弯曲强度和抗冲击强度等性能，从而有效降低玻璃纤维的用量，避免玻璃纤维外露的现象发生。
本发明还进一步加了防翘曲添加剂、润滑剂和抗氧化剂，可以进一步提高液晶高分子材料的防翘曲性能、耐用性并且降低加工难度。
其中，为了使LCP在熔融状态具有较好的流动性，利于玻璃纤维和导热纤维等原料的分散，所述LCP为数均分子量为6000-10000的热致性液晶聚合物。
其中，所述改性玻璃纤维的直径为11-23μm，长径比为20-30:1。玻璃纤维的直径低于11μm，玻璃纤维在混合剪切过程中容易被切断形成粉末，从而增强性大大地降低；玻璃纤维直径大于23μm，玻璃纤维在LCP中分散性较差。进一步地，限定长径比为20-30:1，可以有效提高玻璃纤维在LCP中的分散性，从而提高晶高分子材料的力学性能和防翘曲性。
其中，所述聚丙烯腈碳纤维的长度为11.3-31.4μm，直径为152-221nm，BET比表面积为656-875m2/g，所述纳米导热填料的粒径为42-77nm。
本发明优选具有适当长径比和长度的聚丙烯腈碳纤维，可以有效改善导热填料的分布性以及提高导热纤维对液晶高分子材料的增强性；而采用高孔隙率、高孔容、适当孔径的聚丙烯腈碳纤维以及合适粒径的纳米导热填料，可利于纳米导热填料与聚丙烯腈碳纤维发生氢键键合，使纳米导热填料充分分散于LCP上，不会发生应力集中现象，提高液晶高分子材料的拉伸强度、弯曲强度和抗冲击强度等。
现有技术中一般采用微米级的导热填料，因为当导热填料粒径过低时，直接混入LCP中不容易形成导热通路。而本发明通过将一定粒径的纳米导热填料分布于微米级长度的聚丙烯腈碳纤维，借助纤维网络结构促进导热通路的形成，从而提高导热性，本发明优选地42-77nm的粒径范围为适宜分散的粒径范围，可制得更加优良的液晶高分子材料。
此外，纳米氮化铝为晶型结构，纳米氧化铝为无定型结构，因此纳米氮化铝的导热性比纳米氧化铝高，但从对LCP的力学性能改善程度而言，纳米氧化铝要由于纳米氮化铝。本发明的纳米导热填料优选由纳米氧化铝和纳米氮化铝按重量比1-3:1的比例组成，所述纳米氧化铝的粒径为42-57nm，所述纳米氮化铝的粒径为63-77nm，通过不同粒径的配比，可以使两者互相填充，从而使液晶高分子材料具有较好的导热性以及力学性能。
其中，所述导热纤维的制备方法包括如下步骤；
A、将聚丙烯腈溶于N,N-二甲基甲酰胺中形成纺丝原液，所述纺丝原液中的聚丙烯腈质量浓度为20-40wt％，然后进行静电纺丝，得到聚丙烯腈原丝；
B、将所述聚丙烯腈原丝在惰性气体氛围中进行碳化，即得到所述的聚丙烯腈碳纤维；
C、将纳米导热填料和聚丙烯腈碳纤维加入至去离子水中，进行超声分散2-4h，离心洗涤、干燥，即得到所述的复合纤维，其中，纳米导热填料、聚丙烯腈碳纤维和去离子水的质量比为1:2-3:50-70。
本发明通过静电纺丝、碳化使聚丙烯腈原丝具有适当长径比的性质以及较高的比表面积，利于对纳米导热填料的吸附，并且复合纤维结构稳定，避免在熔融混合过程中纤维断裂从而导致液晶高分子材料的强度降低的现象发生。
其中，步骤A中，静电纺丝的纺丝电压为25-45kV，纺丝温度为25-45℃，步骤B中，碳化的处理条件为：以9.5-11.5℃/min的升温速率升至1100-1300℃，然后保温1-3h。通过对静电纺丝的条件进行适当控制，可以有效提高聚丙烯腈原丝的结构稳定性以及长度均一性。而碳化过程中会产生大量分解产物，通过控制碳化的处理条件，分解产物逸出后，可以会在纳米碳球留下稀疏多孔的表面，从而提高聚丙烯腈碳纤维的比表面积，可以有效提高液晶高分子材料的力学性能。
其中，所述防翘曲添加剂为玻璃微珠，可以协同玻璃纤维、导热纤维增强液晶高分子的防翘曲性。
其中，所述润滑剂由第一片状滑石粉和第二片状滑石粉按重量比1-3:1的比例组成，所述第一片状滑石粉的平均粒径为20-36μm，长径比为2.8-4.8:1，所述第二片状滑石粉的平均粒径为56-78μm，长径比为1.1-2.3:1。本发明通过采用不同平均粒径和长径比的片状滑石粉进行组合使用，第一片状滑石粉具有较低的粒径和较高的长径比，可以有效改善LCP的熔融流动性，利于LCP、导热纤维和玻璃纤维的混合分散，第二片状滑石粉具有较高的粒径和较低的长径比，在LCP中具有较好的分散性，并且具有较好的稳定性，可以提高液晶高分子材料的力学性能。
其中，所述抗氧化剂为抗氧剂1010和抗氧剂168组成的混合物。优选地，所述抗氧化剂由抗氧剂1076和抗氧剂1010按重量比1-3:1-3的比例组成。本发明通过适当加入由抗氧剂1076和抗氧剂1010组成的抗氧化剂，可以进一步提高液晶高分子材料的抗氧化性能，从而提高其耐候性。
如上所述的一种用于CPU处理器上的液晶高分子材料的制备方法：按重量份称取各原料，将LCP、防翘曲添加剂、润滑剂和抗氧化剂进行混合后，从主喂入口加入至挤出机中，导热纤维和改性玻璃纤维从侧喂料口加入至挤出机中，熔融挤出造粒后，即得到所述的用于CPU处理器上的液晶高分子材料。
所述挤出机一区到十区的温度依次为300-320℃、310-330℃、320-340℃、340-360℃、350-370℃、340-360℃、330-350℃、320-340℃、300-310℃、290-300℃。
本发明的有益效果在于：
1、本发明通过将纳米导热填料分布于聚丙烯腈碳纤维表面上，并且聚丙烯腈碳纤维也具有良好的导热性，因此纳米导热填料可以借助聚丙烯腈丝的纤维结构可以在LCP中有效构建导热通路，从而提高液晶高分子材料的导热性。此外，纳米导热填料分散于聚丙烯腈碳纤维上，也可以解决纳米导热填料自身易团聚难分散的问题，即使不通过偶联剂改性，纳米导热填料仍具有较好的表现；
2、本发明的导热纤维以聚丙烯腈碳纤维为基体，聚丙烯腈碳纤维具有一定的导电性，因此利用聚丙烯腈碳纤维的网络机构可以赋予液晶高分子材料优良的抗静电性，此外，聚丙烯腈碳纤维可以协同玻璃纤维提高液晶高分子材料防翘曲性、拉伸强度、弯曲强度和抗冲击强度等性能，从而有效降低玻璃纤维的用量，避免玻璃纤维外露的现象发生；
3、本发明还进一步加了防翘曲添加剂、润滑剂和抗氧化剂，可以进一步提高液晶高分子材料的防翘曲性能、耐用性并且降低加工难度；
4、液晶高分子材料的制备方法简单高效，制得的液晶高分子材料具有优异性能，利于工业生产。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。
实施例1
一种用于CPU处理器上的液晶高分子材料，包括如下重量份的原料：
其中，所述改性玻璃纤维为经过表面活性剂改性处理后的玻璃纤维，所述导热纤维由聚丙烯腈碳纤维和分散于聚丙烯腈碳纤维上的纳米导热填料组成。
其中，所述LCP为数均分子量为8000的热致性液晶聚合物。
其中，所述改性玻璃纤维的直径为17μm，长径比为25:1。
其中，本发明的纳米导热填料优选由纳米氧化铝和纳米氮化铝按重量比2:1的比例组成，所述纳米氧化铝的粒径为50nm，所述纳米氮化铝的粒径为70nm。
其中，所述导热纤维的制备方法包括如下步骤；
A、将聚丙烯腈溶于N,N-二甲基甲酰胺中形成纺丝原液，所述纺丝原液中的聚丙烯腈质量浓度为30wt％，然后进行静电纺丝，得到聚丙烯腈原丝；
B、将所述聚丙烯腈原丝在惰性气体氛围中进行碳化，即得到所述的聚丙烯腈碳纤维；
C、将纳米导热填料和聚丙烯腈碳纤维加入至去离子水中，进行超声分散3h，离心洗涤、干燥，即得到所述的复合纤维，其中，纳米导热填料、聚丙烯腈碳纤维和去离子水的质量比为1:2.5:60。
其中，步骤A中，静电纺丝的纺丝电压为35kV，纺丝温度为35℃，步骤B中，碳化的处理条件为：以10.5℃/min的升温速率升至1200℃，然后保温2h。
其中，所述防翘曲添加剂为玻璃微珠。
其中，所述润滑剂由第一片状滑石粉和第二片状滑石粉按重量比2:1的比例组成，所述第一片状滑石粉的平均粒径为28μm，长径比为3.8:1，所述第二片状滑石粉的平均粒径为67μm，长径比为1.7:1。
其中，所述抗氧化剂由抗氧剂1076和抗氧剂1010按重量比1:1的比例组成。
如上所述的一种用于CPU处理器上的液晶高分子材料的制备方法：按重量份称取各原料，将LCP、防翘曲添加剂、润滑剂和抗氧化剂进行混合后，从主喂入口加入至挤出机中，导热纤维和改性玻璃纤维从侧喂料口加入至挤出机中，熔融挤出造粒后，即得到所述的用于CPU处理器上的液晶高分子材料。
所述挤出机一区到十区的温度依次为310℃、320℃、330℃、350℃、360℃、350℃、340℃、330℃、305℃、295℃。
实施例2
一种用于CPU处理器上的液晶高分子材料，包括如下重量份的原料：
其中，所述改性玻璃纤维为经过表面活性剂改性处理后的玻璃纤维，所述导热纤维由聚丙烯腈碳纤维和分散于聚丙烯腈碳纤维上的纳米导热填料组成。
其中，所述LCP为数均分子量为6000的热致性液晶聚合物。
其中，所述改性玻璃纤维的直径为11μm，长径比为30:1。
其中，本发明的纳米导热填料优选由纳米氧化铝和纳米氮化铝按重量比1:1的比例组成，所述纳米氧化铝的粒径为42nm，所述纳米氮化铝的粒径为63nm。
其中，所述导热纤维的制备方法包括如下步骤；
A、将聚丙烯腈溶于N,N-二甲基甲酰胺中形成纺丝原液，所述纺丝原液中的聚丙烯腈质量浓度为20wt％，然后进行静电纺丝，得到聚丙烯腈原丝；
B、将所述聚丙烯腈原丝在惰性气体氛围中进行碳化，即得到所述的聚丙烯腈碳纤维；
C、将纳米导热填料和聚丙烯腈碳纤维加入至去离子水中，进行超声分散2h，离心洗涤、干燥，即得到所述的复合纤维，其中，纳米导热填料、聚丙烯腈碳纤维和去离子水的质量比为1:2:50。
其中，步骤A中，静电纺丝的纺丝电压为25kV，纺丝温度为25℃，步骤B中，碳化的处理条件为：以9.5℃/min的升温速率升至1100℃，然后保温1h。
其中，所述防翘曲添加剂为玻璃微珠。
其中，所述润滑剂由第一片状滑石粉和第二片状滑石粉按重量比1:1的比例组成，所述第一片状滑石粉的平均粒径为20μm，长径比为4.8:1，所述第二片状滑石粉的平均粒径为56μm，长径比为2.3:1。
其中，所述抗氧化剂由抗氧剂1076和抗氧剂1010按重量比1:3的比例组成。
如上所述的一种用于CPU处理器上的液晶高分子材料的制备方法：按重量份称取各原料，将LCP、防翘曲添加剂、润滑剂和抗氧化剂进行混合后，从主喂入口加入至挤出机中，导热纤维和改性玻璃纤维从侧喂料口加入至挤出机中，熔融挤出造粒后，即得到所述的用于CPU处理器上的液晶高分子材料。
所述挤出机一区到十区的温度依次为300℃、310℃、320℃、340℃、350℃、340℃、330℃、320℃、300℃、290℃。
实施例3
一种用于CPU处理器上的液晶高分子材料，包括如下重量份的原料：
其中，所述改性玻璃纤维为经过表面活性剂改性处理后的玻璃纤维，所述导热纤维由聚丙烯腈碳纤维和分散于聚丙烯腈碳纤维上的纳米导热填料组成。
其中，所述LCP为数均分子量为10000的热致性液晶聚合物。
其中，所述改性玻璃纤维的直径为23μm，长径比为20:1。
其中，本发明的纳米导热填料优选由纳米氧化铝和纳米氮化铝按重量比3:1的比例组成，所述纳米氧化铝的粒径为57nm，所述纳米氮化铝的粒径为77nm。
其中，所述导热纤维的制备方法包括如下步骤；
A、将聚丙烯腈溶于N,N-二甲基甲酰胺中形成纺丝原液，所述纺丝原液中的聚丙烯腈质量浓度为40wt％，然后进行静电纺丝，得到聚丙烯腈原丝；
B、将所述聚丙烯腈原丝在惰性气体氛围中进行碳化，即得到所述的聚丙烯腈碳纤维；
C、将纳米导热填料和聚丙烯腈碳纤维加入至去离子水中，进行超声分散4h，离心洗涤、干燥，即得到所述的复合纤维，其中，纳米导热填料、聚丙烯腈碳纤维和去离子水的质量比为1:3:70。
其中，步骤A中，静电纺丝的纺丝电压为45kV，纺丝温度为45℃，步骤B中，碳化的处理条件为：以11.5℃/min的升温速率升至1300℃，然后保温3h。
其中，所述防翘曲添加剂为玻璃微珠。
其中，所述润滑剂由第一片状滑石粉和第二片状滑石粉按重量比3:1的比例组成，所述第一片状滑石粉的平均粒径为36μm，长径比为2.8:1，所述第二片状滑石粉的平均粒径为78μm，长径比为1.1:1。
其中，所述抗氧化剂由抗氧剂1076和抗氧剂1010按重量比3:1的比例组成。
如上所述的一种用于CPU处理器上的液晶高分子材料的制备方法：按重量份称取各原料，将LCP、防翘曲添加剂、润滑剂和抗氧化剂进行混合后，从主喂入口加入至挤出机中，导热纤维和改性玻璃纤维从侧喂料口加入至挤出机中，熔融挤出造粒后，即得到所述的用于CPU处理器上的液晶高分子材料。
所述挤出机一区到十区的温度依次为320℃、330℃、340℃、360℃、370℃、360℃、350℃、340℃、310℃、300℃。
实施例4
一种用于CPU处理器上的液晶高分子材料，包括如下重量份的原料：
其中，所述改性玻璃纤维为经过表面活性剂改性处理后的玻璃纤维，所述导热纤维由聚丙烯腈碳纤维和分散于聚丙烯腈碳纤维上的纳米导热填料组成。
其中，所述LCP为数均分子量为7000的热致性液晶聚合物。
其中，所述改性玻璃纤维的直径为14μm，长径比为22:1。
其中，本发明的纳米导热填料为纳米氧化铝，所述纳米氧化铝的粒径为50nm。
其中，所述导热纤维的制备方法包括如下步骤；
A、将聚丙烯腈溶于N,N-二甲基甲酰胺中形成纺丝原液，所述纺丝原液中的聚丙烯腈质量浓度为25wt％，然后进行静电纺丝，得到聚丙烯腈原丝；
B、将所述聚丙烯腈原丝在惰性气体氛围中进行碳化，即得到所述的聚丙烯腈碳纤维；
C、将纳米导热填料和聚丙烯腈碳纤维加入至去离子水中，进行超声分散2.5h，离心洗涤、干燥，即得到所述的复合纤维，其中，纳米导热填料、聚丙烯腈碳纤维和去离子水的质量比为1:2.2:55。
其中，步骤A中，静电纺丝的纺丝电压为30kV，纺丝温度为30℃，步骤B中，碳化的处理条件为：以10℃/min的升温速率升至1150℃，然后保温1.5h。
其中，所述防翘曲添加剂为玻璃微珠。
其中，所述润滑剂由第一片状滑石粉和第二片状滑石粉按重量比1.5:1的比例组成，所述第一片状滑石粉的平均粒径为24μm，长径比为3.2:1，所述第二片状滑石粉的平均粒径为60μm，长径比为1.5:1。
其中，所述抗氧化剂由抗氧剂1076和抗氧剂1010按重量比2:1的比例组成。
如上所述的一种用于CPU处理器上的液晶高分子材料的制备方法：按重量份称取各原料，将LCP、防翘曲添加剂、润滑剂和抗氧化剂进行混合后，从主喂入口加入至挤出机中，导热纤维和改性玻璃纤维从侧喂料口加入至挤出机中，熔融挤出造粒后，即得到所述的用于CPU处理器上的液晶高分子材料。
所述挤出机一区到十区的温度依次为305℃、315℃、325℃、340-360℃、355℃、345℃、335℃、325℃、302℃、292℃。
实施例5
一种用于CPU处理器上的液晶高分子材料，包括如下重量份的原料：
其中，所述改性玻璃纤维为经过表面活性剂改性处理后的玻璃纤维，所述导热纤维由聚丙烯腈碳纤维和分散于聚丙烯腈碳纤维上的纳米导热填料组成。
其中，所述LCP为数均分子量为9000的热致性液晶聚合物。
其中，所述改性玻璃纤维的直径为20μm，长径比为22:1。
其中，本发明的纳米导热填料为纳米氮化铝，所述纳米氮化铝的粒径为66nm。
其中，所述导热纤维的制备方法包括如下步骤；
A、将聚丙烯腈溶于N,N-二甲基甲酰胺中形成纺丝原液，所述纺丝原液中的聚丙烯腈质量浓度为35wt％，然后进行静电纺丝，得到聚丙烯腈原丝；
B、将所述聚丙烯腈原丝在惰性气体氛围中进行碳化，即得到所述的聚丙烯腈碳纤维；
C、将纳米导热填料和聚丙烯腈碳纤维加入至去离子水中，进行超声分散3.5h，离心洗涤、干燥，即得到所述的复合纤维，其中，纳米导热填料、聚丙烯腈碳纤维和去离子水的质量比为1:2.8:32。
其中，步骤A中，静电纺丝的纺丝电压为40kV，纺丝温度为40℃，步骤B中，碳化的处理条件为：以11℃/min的升温速率升至1250℃，然后保温2.5h。
其中，所述防翘曲添加剂为玻璃微珠。
其中，所述润滑剂由第一片状滑石粉和第二片状滑石粉按重量比1-3:1的比例组成，所述第一片状滑石粉的平均粒径为33μm，长径比为3.2:1，所述第二片状滑石粉的平均粒径为74μm，长径比为1.9:1。
其中，所述抗氧化剂由抗氧剂1076和抗氧剂1010按重量比3:12的比例组成。
如上所述的一种用于CPU处理器上的液晶高分子材料的制备方法：按重量份称取各原料，将LCP、防翘曲添加剂、润滑剂和抗氧化剂进行混合后，从主喂入口加入至挤出机中，导热纤维和改性玻璃纤维从侧喂料口加入至挤出机中，熔融挤出造粒后，即得到所述的用于CPU处理器上的液晶高分子材料。
所述挤出机一区到十区的温度依次为315℃、325℃、335℃、355℃、365℃、355℃、345℃、335℃、307℃、298℃。
对比例1
本对比例与实施例1的区别在于：液晶高分子材料中不包括导热纤维。
对比例2
本对比例与实施例1的区别在于：用等重量的纳米导热填料替换导热纤维，即纳米导热填料的用量为25重量份，纳米导热填料由纳米氧化铝和纳米氮化铝按重量比2:1的比例组成，所述纳米氧化铝的粒径为50nm，所述纳米氮化铝的粒径为70nm。
对实施例1-5和对比例1-2的液晶高分子材料进行拉伸强度、弯曲强度、缺口冲击强度、表面电阻、导热系数和翘曲变形进行测试，其中拉伸强度按照《ASTM D638》标准进行测试，弯曲强度按照《ASTM D790》标准进行测试，缺口冲击强度按照《ASTM D256》标准进行测试，表面电阻按《ASTM D25793》进行测试，导热系数按照《ASTM E1461》标准进行测；而翘曲变形的具体测试方法为：注塑成型直径为100mm、厚度为1.5mm的圆板。将圆板放置在水平桌面上，测量圆板表面离桌面之间的距离，选取两个距离最大点(a,b)和两个最小点(c,d),翘曲变形(w)按如下公式计算：w(mm)＝(a+b)/2-(c+d)/2。
测试结果见下表：
由对比例1和对比例2的对比可知，纳米导热填料的直接加入虽然可以改善液晶高分子材料的导热性，但是对于力学性能以及抗翘曲变形性并无助益，相反，还会导致性能的下降。
从实施例1、对比例1和对比例2的对比可知，本发明的导热纤维可以有效降低液晶高分子材料的表面电阻，并且对导热性的提升也非常明显，这是因为导热纤维中具有导电导热的聚丙烯腈碳纤维，然后纳米导热填料可以借助聚丙烯腈碳纤维网络结构形成众多的导热通路，从而大大地提高了液晶高分子材料的抗静电性和导热性。此外，导热纤维的加入对液晶高分子材料力学性能地提升也非常明显，这是因为聚丙烯腈碳纤维作为纳米导热填料的载体，可以克服纳米导热填料作为刚性材料的问题，从而本发明的液晶高分子材料具有优异的力学性能。
上述实施例为本发明较佳的实现方案，除此之外，本发明还可以其它方式实现，在不脱离本发明构思的前提下任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于CPU处理器上的液晶高分子材料，其特征在于：包括如下重量份的原料：
其中，所述改性玻璃纤维为经过表面活性剂改性处理后的玻璃纤维，所述导热纤维由聚丙烯腈碳纤维和分散于所述聚丙烯腈碳纤维上的纳米导热填料组成。
2.根据权利要求1所述的一种用于CPU处理器上的液晶高分子材料，其特征在于：所述LCP为数均分子量为6000-10000的热致性液晶聚合物。
3.根据权利要求1所述的一种用于CPU处理器上的液晶高分子材料，其特征在于：所述改性玻璃纤维的直径为11-23μm，长径比为20-30:1。
4.根据权利要求1所述的一种用于CPU处理器上的液晶高分子材料，其特征在于：所述聚丙烯腈碳纤维的长度为11.3-31.4μm，直径为152-221nm，BET比表面积为656-875m2/g，所述纳米导热填料的粒径为42-77nm。
5.根据权利要求1所述的一种用于CPU处理器上的液晶高分子材料，其特征在于：所述导热纤维的制备方法包括如下步骤；
A、将聚丙烯腈溶于N,N-二甲基甲酰胺中形成纺丝原液，所述纺丝原液中的聚丙烯腈质量浓度为20-40wt％，然后进行静电纺丝，得到聚丙烯腈原丝；
B、将所述聚丙烯腈原丝在惰性气体氛围中进行碳化，即得到所述的聚丙烯腈碳纤维；
C、将纳米导热填料和聚丙烯腈碳纤维加入至去离子水中，进行超声分散2-4h，离心洗涤、干燥，即得到所述的复合纤维，其中，纳米导热填料、聚丙烯腈碳纤维和去离子水的质量比为1:2-3:50-70。
6.根据权利要求5所述的一种用于CPU处理器上的液晶高分子材料，其特征在于：步骤A中，静电纺丝的纺丝电压为25-45kV，纺丝温度为25-45℃，步骤B中，碳化的处理条件为：以9.5-11.5℃/min的升温速率升至1100-1300℃，然后保温1-3h。
7.根据权利要求1所述的一种用于CPU处理器上的液晶高分子材料，其特征在于：所述防翘曲添加剂为玻璃微珠。
8.根据权利要求1所述的一种用于CPU处理器上的液晶高分子材料，其特征在于：所述润滑剂由第一片状滑石粉和第二片状滑石粉按重量比1-3:1的比例组成，所述第一片状滑石粉的平均粒径为20-36μm，长径比为2.8-4.8:1，所述第二片状滑石粉的平均粒径为56-78μm，长径比为1.1-2.3:1。
9.根据权利要求1所述的一种用于CPU处理器上的液晶高分子材料，其特征在于：所述抗氧化剂为抗氧剂1010和抗氧剂168组成的混合物。
10.权利要求1-9任意一项所述的一种用于CPU处理器上的液晶高分子材料的制备方法，其特征在于：按重量份称取各原料，将LCP、防翘曲添加剂、润滑剂和抗氧化剂进行混合后，从主喂入口加入至挤出机中，导热纤维和改性玻璃纤维从侧喂料口加入至挤出机中，熔融挤出造粒后，即得到所述的用于CPU处理器上的液晶高分子材料。
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