专利名称：一种高导热绝缘工程塑料及其制备方法
技术领域：
本发明属于属功能高分子领域，特别涉及一种用于传热和散热的注射成型的高导热绝缘工程塑料。
背景技术：
传统的导热材料多为导热性能较好的金属材料，但金属材料由于抗腐蚀性能差且加工难，因而已很难满足一些特殊条件下的应用要求。由于高分子材料具有优良的耐腐蚀性能和力学性能，因而在一些对材料导热性能有较高要求的领域，以聚合物作导热基材来代替传统金属材料就显得非常重要，一般的高分子材料导热性能很差，因此必须要提高高分子材料的导热性能。在现有技术中，一般通过高填充导热填料，在硅烷偶联剂存在下制备导热高分子材料，所制备的导热材料导热系数较低，且材料的力学性能由于填料的大量加入严重下降。
发明内容
本发明的目的是提供一种导热系数值高且加工性能优异的高导热绝缘工程塑料。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是一种高导热绝缘工程塑料，包含有质量比为1 1-9的塑料基体和导热填料，所述的塑料基体为聚酰胺、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚苯醚树脂、聚苯硫醚和聚碳酸酯中的一种，所述的导热材料为氮化铝、碳化硅、氮化硼、三氧化二铝和碳纤维中的一种或多种。进一步，还包含有增容剂，含量是导热填料质量总和的1-5%，所述的增容剂为聚丙烯接枝马来酸酐、聚乙烯接枝马来酸酐、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物接枝马来酸酐、苯乙烯接枝马来酸酐、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物接枝马来酸酐其中的一种或多种混合。进一步，还包含有增韧剂，含量是导热填料质量总和的1-10，所述的增韧剂为乙烯-醋酸乙烯共聚物、乙烯-醋酸乙烯共聚物接枝马来酸酐、三元乙丙橡胶接枝马来酸酐、 苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物接枝马来酸酐、乙烯-辛烯共聚物接枝马来酸酐其中的一种或多种混合。进一步，还包含有增强剂，含量是导热填料质量总和的1-5%，所述的增强剂为玻璃纤维、碳纤维、氧化铝纤维、碳化硅纤维、金属纤维其中的一种或多种混合。进一步，还包含有润滑剂，含量是导热填料质量总和的1-4%，所述的润滑剂为硬脂酸、硬脂酸锌、聚乙烯蜡、聚酰胺蜡其中的一种或多种混合。进一步，还包含有抗氧剂，含量是导热填料质量总和的0. 3-0. 6%，所述的抗氧剂为N，N'-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺(抗氧剂1098)、亚磷酸三(2，4_ 二叔丁基苯基)酯(抗氧剂168)的其中一种或多种混合。更进一步，工程塑料由塑料基体、导热填料、增容剂、增韧剂、增强剂、润滑剂、抗氧剂组成，各组分的重量分数用量如下
塑料基体 100份导热填料 100-900份增容剂 1-45份增韧剂 1-90份增强剂 1-45份润滑剂1-36份抗氧剂0.3-5. 4 份。本发明的另一目的是提供一种前述高导热绝缘工程塑料的制备方法。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是一种高导热绝缘工程塑料的制备方法，步骤如下a)、将按照重量配比称量好的塑料基体和导热填料于60-100°C鼓风干燥箱中干燥4-8小时；b)、将各组分投入到高速混合机中混合3-5分钟；c)、将上述混合物在密炼机内密炼10-30分钟；d)、将上述混合物于碎料机中粉碎均勻，然后转移至双螺杆挤出机的加料斗，纤维类填料从双螺杆挤出机的加纤口进入，经熔融-混炼-挤出-冷却-干燥-切粒即可。本发明与现有技术相比具有如下优点一、采用高导热陶瓷粉和陶瓷纤维复配体系为导热填料，增加导热网络的联通，提高材料的热导率。二、采用马来酸酐接枝改性聚合物复配体系为增容剂和增韧剂，增加导热材料的力学性能。三、采用陶瓷纤维为增强剂和导热填料，增加材料的力学性能和导热性能。四、采用先混合密炼再熔融挤出的工艺，改善混合体系各组分的相容能力和增加填料的填充量。五、产品具有较高的导热性能和良好的加工性能，易于注射成型。
具体实施例方式下面结合实施例对本发明作进一步详细说明。实施例一原料配方(克)聚苯硫醚 500氮化铝 400碳化硅纤维100苯乙烯接枝马来酸酐25三元乙丙橡胶接枝马来酸酐25玻璃纤维20硬脂酸15抗氧剂10982. 5先将上述配方中聚苯硫醚和氮化铝、碳化硅纤维在鼓风干燥箱中80°C下干燥5小时，再将称量好的各原料在高速混合机中混勻，将混合均勻的原料在密炼机内密炼15分钟，然后转移至双螺杆挤出机加料斗中，纤维从加纤口加入，在260°C左右熔融、挤出、切粒，得可注射成型的导热绝缘塑料，注射压力为16^ar，注射时间为1. 2秒。将该导热塑料通过注射成型制得导热塑料测试制件，该导热塑料制件热导率为 1. 9w/mk，拉伸强度为39. 9MPa，弯曲强度为650MPa，弯曲模量为10. 4GPa，缺口冲击强度为 3KJ/m20实施例二原料配方(克)聚苯硫醚氮化硼碳纤维苯乙烯接枝马来酸酐三元乙丙橡胶接枝马来酸酐玻璃纤维硬脂酸25抗氧剂1098 3. 5先将上述配方中聚苯硫醚和氮化硼、碳纤维在鼓风干燥箱中80°C下干燥5小时， 再将称量好的各原料在高速混合机中混勻，将混合均勻的原料在密炼机内密炼15分钟，然后转移至双螺杆挤出机加料斗中，纤维从加纤口加入，在260°C左右熔融、挤出、切粒，得可注射成型的导热绝缘塑料，注射压力为16^ar，注射时间为1.2秒。将该塑料通过注射成型制得导热塑料制件，该导热塑料制件热导率为3. 6w/mk,拉伸强度为^MPa，弯曲强度为564MPa，弯曲模量为8. 4GPa，缺口冲击强度为2. 9KJ/m2。实施例三原料配方(克)聚碳酸酯500碳化硅350氧化铝纤维150聚丙烯接枝马来酸酐25三元乙丙橡胶接枝马来酸酐25碳纤维20硬脂酸20抗氧剂1682.0先将上述配方中聚碳酸酯和碳化硅、氧化铝纤维在鼓风干燥箱中90°C下干燥6小时，再将称量好的各原料在高速混合机中混勻，将混合均勻的原料在密炼机内密炼15分钟，然后转移至双螺杆挤出机加料斗中，纤维从加纤口加入，在260°C左右熔融、挤出、切粒， 得可注射成型的导热绝缘塑料，注射压力为16^ar，注射时间为1. 2秒。将该塑料通过注射成型制得导热塑料制件，该导热塑料制件热导率为1. 5w/mk,拉伸强度为50MPa，弯曲强度为672MPa，弯曲模量为12. 4GPa，缺口冲击强度为6KJ/m2。实施例四原料配方(克)聚酰胺400
300 600 100 30 28 28
碳化硅氮化硼纤维聚丙烯接枝马来酸酐乙烯-辛烯共聚物接枝马来酸酐玻璃纤维聚乙烯蜡抗氧剂168抗氧剂1098
30 25 24 24 1. 5先将上述配方中聚酰胺和碳化硅、氮化硼纤维在鼓风干燥箱中90°C下干燥5小时，再将称量好的各原料在高速混合机中混勻，将混合均勻的原料在密炼机内密炼10分钟，然后转移至双螺杆挤出机加料斗中，纤维从加纤口加入，在260°C左右熔融、挤出、切粒， 得可注射成型的导热绝缘塑料，注射压力为16^ar，注射时间为1. 2秒。将该塑料通过注射成型制得导热塑料制件，该导热塑料制件热导率为1. 47w/mk, 拉伸强度为50MPa，弯曲强度为700MPa，弯曲模量为15. 8GPa，缺口冲击强度为9KJ/m2。实施例五原料配方(克)液晶高聚物(LCP)400氮化铝300碳化硅200碳纤维100聚丙烯接枝马来酸酐30乙烯-醋酸乙烯共聚物25玻璃纤维18聚酰胺蜡24抗氧剂1682. 0先将上述配方中液晶高聚物和氮化铝、碳化硅、碳纤维在鼓风干燥箱中100°C下干燥4小时，再将称量好的各原料在高速混合机中混勻，将混合均勻的原料在密炼机内密炼 20分钟，然后转移至双螺杆挤出机加料斗中，纤维从加纤口加入，在340°C左右熔融、挤出、 切粒，得可注射成型的导热绝缘塑料，注射压力为16^ar，注射时间为1.2秒。将该塑料通过注射成型制得导热塑料制件，该导热塑料制件热导率为4. Ow/mk,拉伸强度为50MPa，弯曲强度为700MPa，弯曲模量为15. 8GPa，缺口冲击强度为9KJ/m2。
权利要求
1.一种局导热绝缘工程塑料，其特征在于包含有质量比为1 1-9的塑料基体和导热填料，所述的塑料基体为聚酰胺、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚苯醚树脂、聚苯硫醚和聚碳酸酯中的一种，所述的导热材料为氮化铝、碳化硅、氮化硼、三氧化二铝和碳纤维中的一种或多种。
2.根据权利要求1所述的工程塑料，其特征在于，还包含有增容剂，含量是导热填料质量总和的1_5%，所述的增容剂为聚丙烯接枝马来酸酐、聚乙烯接枝马来酸酐、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物接枝马来酸酐、苯乙烯接枝马来酸酐、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物接枝马来酸酐其中的一种或多种混合。
3.根据权利要求1所述的工程塑料，其特征在于，还包含有增韧剂，含量是导热填料质量总和的1-10 %，所述的增韧剂为乙烯-醋酸乙烯共聚物、乙烯-醋酸乙烯共聚物接枝马来酸酐、三元乙丙橡胶接枝马来酸酐、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物接枝马来酸酐、乙烯-辛烯共聚物接枝马来酸酐其中的一种或多种混合。
4.根据权利要求1所述的工程塑料，其特征在于，还包含有增强剂，含量是导热填料质量总和的1_5%，所述的增强剂为玻璃纤维、碳纤维、氧化铝纤维、碳化硅纤维、金属纤维其中的一种或多种混合。
5.根据权利要求1所述的工程塑料，其特征在于，还包含有润滑剂，含量是导热填料质量总和的1_4%，所述的润滑剂为硬脂酸、硬脂酸锌、聚乙烯蜡、聚酰胺蜡其中的一种或多种混合ο
6.根据权利要求1所述的工程塑料，其特征在于，还包含有抗氧剂，含量是导热填料质量总和的0.3-0.6%，所述的抗氧剂为队& -双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺(抗氧剂1098)、亚磷酸三(2，4_ 二叔丁基苯基)酯(抗氧剂168)的其中一种或多种混合。
7.根据权利要求1至6所述的任意一种工程塑料，其特征在于，由塑料基体、导热填料、 增容剂、增韧剂、增强剂、润滑剂、抗氧剂组成，各组分的重量分数用量如下塑料基体 100份导热填料 100-900份增容剂1-45份增韧剂1-90份增强剂1-45份润滑剂1-36份抗氧剂0.3-5. 4份。
8.—种如权利要求1所述高导热绝缘工程塑料的制备方法，其特征在于，步骤如下a)、将按照重量配比称量好的塑料基体和导热填料于60-100°C鼓风干燥箱中干燥4-8 小时；b)、将各组分投入到高速混合机中混合3-5分钟；c)、将上述混合物在密炼机内密炼10-30分钟；d)、将上述混合物于碎料机中粉碎均勻，然后转移至双螺杆挤出机的加料斗，纤维类填料从双螺杆挤出机的加纤口进入，经熔融-混炼-挤出-冷却-干燥-切粒即可。
全文摘要
本发明公开了一种高导热绝缘工程塑料，由100份的塑料基体、100-900份的导热填料、1-45份的增容剂、1-90份的增韧剂、1-45份的增强剂、1-36份的润滑剂和0.3-5.4份的抗氧剂组成，还公开了一种工程塑料的制备方法，先将塑料基体和导热填料于60-100℃鼓风干燥箱中干燥4-8小时，然后将各组分投入到高速混合机中混合3-5分钟，再将上述混合物在密炼机内密炼10-30分钟，最后将上述混合物于碎料机中粉碎均匀，然后转移至双螺杆挤出机的加料斗，纤维类填料从双螺杆挤出机的加纤口进入，经熔融-混炼-挤出-冷却-干燥-切粒即可。所制备的材料具有较高的导热性能和良好的力学性能，并易于注射成型。
文档编号C08K3/34GK102174254SQ20101062094
公开日2011年9月7日 申请日期2010年12月27日 优先权日2010年12月27日
发明者张金柱, 王书红 申请人:东莞劲胜精密组件股份有限公司