专利名称：一种聚碳酸酯/聚乙烯合金导热复合材料及其制备方法
技术领域：
本发明属于导热塑料领域，涉及一种聚碳酸酯(PO/聚乙烯(PE)复合材料及其制备方法。
背景技术：
聚碳酸酯是分子链中含有碳酸酯基的高分子聚合物，目前获得应用的为芳香族聚碳酸酯。该高聚物性能优异，具有良好的机械性能，特别是抗冲击性，它还具有良好的尺寸稳定性、电绝缘性、透明性、自熄性、着色性、阻燃性，此外，它的耐热性也很优秀。然而，PC树脂一般要经过一定的改性才能应用于实际生产中，对PC的改性主要集中在改善其抗冲击性、提高其流动性、改善PC的缺口敏感性、提高抗应力开裂性以及提高耐磨性能。例如，PC与丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物(ABS)合金、玻纤增强PC材料、增韧PC材料等等。PC合金以及其他改性材料被广泛的用于电子电器、通讯以及汽车行业，主要用于仪表板、计算机以及电器的壳体、汽车装饰件、LED灯壳、物品箱盖专用料等等。由于现在的电子电器越来越小型化，为了保证仪器工作的稳定性以及使用寿命，要求材料还要具有良好的导热性能，便于散热。PC为无定形材料，其本身的导热性能并不高，只有
0.2W/mK左右，达不到一些器具的使用要求，因此，在保证PC树脂优良性能的基础上，提高其导热性能，可以扩展PC材料的应用领域。目前，涉及PC改性的专利技术有很多，不过涉及导热PC材料的研究不多，中国专利CN200710124059.1的专利描述了利用氧化铝为导热填料的PC导热材料的制备，但该材料的导热系数不高，而且导热填料直接与PC共混挤出会使PC有一定的分解，从而影响材料的力学性能，特别是冲击性能很差，材料的使用价值不高。中国专利CN200910039515.1采取两步法制备PC导热材料，虽然提高了材料的抗冲击性能，但是由于填充量以及填充物导热性能的原因材料的导热率也不高。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的缺陷而提供一种具有较高导热系数，较好机械强度的的聚碳酸酯(PO/聚乙烯(PE)合金导热复合材料及其制备方法。为实现上述目的，本发明采用以下技术方案—种聚碳酸酯(PC)/聚乙烯(PE)复合材料，该材料由包括以下重量份的组分制成聚碳酸酯(PC树脂)20 30份，导热母粒68 78份，相容剂1. 5 2. 5份，第一抗氧剂0.1 0. 2份。所述的相容剂选自高密度聚乙烯 接枝马来酸酐(HDPE-g-MAH)、低密度聚乙烯接枝马来酸酐(LDPE-g-MAH)、N-苯基马来酰胺-苯乙烯共聚物或乙烯-丙烯酸丁酯_甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物中的一种或一种以上。所述的聚碳酸酯为挤出级聚碳酸酯，优选为熔融指数为10 30g/10min(30(TC，1.2Kg，ASTM D1238)的PC树脂，具有较好流动性。所述的第一抗氧剂为受阻酚类、受阻胺类、亚磷酸酯类或硫代酯类的一种或一种以上，优选为β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯(抗氧剂1076)与抗氧剂三[2. 4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯(抗氧剂168)的复配或抗氧剂4，4' _[1，1'-联苯基]亚基二膦酸-四[2，4_ 二叔丁苯基]酯(PEPQ)中的一种或一种以上。所述的导热母粒，由包括以下重量份的组分制成聚乙烯树脂20 30份，导热填料68 78份，第二抗氧剂O. 2 O. 4份，润滑剂O. 3 O. 8份，偶联剂O. 5 O. 7份，液体助剂O. 5 O. 7份。所述的聚乙烯树脂选自高密度聚乙烯(HDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)或线性低密度聚乙烯(LLDPE)中的一种或一种以上。所述的导热填料选自氧化铝、碳化硅、高导热石墨、氮化铝或氮化硼中的一种或者一种以上。所述的第二抗氧剂为受阻酚类、受阻胺类、亚磷酸酯类或硫代酯类的一种或一种以上，优选为四[甲基-β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯(抗氧剂1010)与抗氧剂三[2. 4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯(抗氧剂168)的复配。所述润滑剂为硅酮、N, N’ -乙撑双硬脂酰胺(EBS)、TR065 (中等分子量树脂混合物，美国Strucktol公司)或TR044(脂肪酸酯混合物,美国Strucktol公司)中的一种或一种以上。所述偶联剂为硅烷类、钛酸酯类中的一种或两种，优选为Y-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(KH560)或钛酸酯偶联剂异丙基三硬酯酸钛酸酯(TTS)。所述液体助剂为白油。一种制备上述聚碳酸酯(PC)/聚乙烯(PE)合金导热复合材料的方法，包括以下的步骤I)将20 30份聚乙烯树脂与68 78份导热填料以及O. 2 O. 4份第二抗氧剂、O. 3 O. 8份润滑剂、O. 5 O. 7份偶联剂和O. 5 O. 7份液体助剂混合均匀，采用柱塞式往复单螺杆挤出机制成PE导热母粒；2)将20 30份PC树脂、1. 5 2. 5份相容剂、68 78份导热母粒和O.1 O. 2
份第一抗氧剂混合均匀后直接于注塑机中注塑得到最终产品。所述的步骤(I)中，挤出机的螺杆I 6区温度分别为130 150°C，170 190°C，180 200O，180 200O，180 200O，180 200O，机头为 180 200O。所述的步骤(2)中，注塑机各区温 度分别为240 260°C，260 280°C，260 2800C，喷嘴温度为270 290°C。本发明与现有技术相比，具有以下优点和有益效果
1.采用导热母粒与PC共混后注塑的方法制备导热聚碳酸酯(PC)/聚乙烯(PE)合金材料，避免了 PC与导热母粒共混挤出时与导热填料接触而产生分解，使得材料机械性能良好；2.利用往复机可以制备高导热填料含量的导热母粒；3.导热母粒中的导热填料可以为不同导热填料的复配，既提高材料的导热系数也可以降低成本。
具体实施例方式为了更好的理解本发明，下面结合实施例对本发明作进一步阐述。实施例1(I)按下列重量份称取各组分原料HDPE25 份，碳化娃65份，闻导热石墨8份，抗氧剂1010O.1 份，抗氧剂168O. 2 份，偶联剂KH560 O. 6 份，润滑剂TR065O. 5 份，白油O. 6 份，其中65份碳化娃在10CTC下干燥2 6h ;(2)将干燥好的65份碳化硅放入高混机中，将O. 6份KH560与O. 6份白油的混合物以喷洒的方式加入到在高速混合机中的65份碳化娃中，高速混合15 45分钟后在90 110°C下干燥3 5h后待用；(3)将HDPE与处理过的碳化硅放入高速混合机中，再加入8份高导热石墨、O.1份抗氧剂1010、O. 2份抗氧剂168、O. 5份润滑剂TR065在室温下混合10 30分钟；(4)将步骤(3)所得的混合料加入到往复式单螺杆挤出机中，螺杆I 6区温度分别为 130 15(TC，170 19(TC，180 20(TC，180 20(TC，180 20(TC，180 20(TC，机头为180 200°C ;挤出造粒。得到的粒子100°C下干燥2 4h后备用；(5)将步骤(4)得到的导热母粒取78份与20份PC树脂、O.1份抗氧剂1076、0.1份抗氧剂168，1. 8份相容剂HDPE-MAH混合均匀后在250 280°C下注塑成型。测试力学性能并计算导热填料含量，如表I。实施例2(I)按下列重量份称取各组分原料HDPE25 份，碳化娃65份，高导热石墨8份，抗氧剂1010O.1 份，抗氧剂168O. 2 份，偶联剂KH560O. 6 份，
润滑剂TR065O. 5 份，白油O. 6 份，其中65份碳化硅在100°C下干燥2 6h ;(2)将干燥好的65份碳化硅放入高混机中，将O. 6份KH560与O. 6份白油的混合物以喷洒的方式加入到在高速混合机中的65份碳化娃中，高速混合15 45分钟后在90 110°C下干燥3 5h后待用；(3)将HDPE与处理过的碳化硅放入高速混合机中，再加入8份高导热石墨、O.1份抗氧剂1010、O. 2份抗氧剂168、O. 5份润滑剂TR065在室温下混合10 30分钟；(4)将步骤(3)所得的混合料加入到往复式单螺杆挤出机中，螺杆I 6区温度分别为 130 15(TC，170 19(TC，180 20(TC，180 20(TC，180 20(TC，180 20(TC，机头为180 200°C ;挤出造粒。得到的粒子100°C下干燥2 4h后备用；(5)将步骤(4)得到的导热母粒取68份与30份PC树脂、O. 2份抗氧剂PEPQ、1. 8份相容剂HDPE-MAH混合均匀后在250 280°C下注塑成型。测试力学性能并计算导热填料含量，如表I。表I
权利要求
1.一种聚碳酸酯/聚乙烯复合材料，其特征在于该材料由包括以下重量份的组分制成 聚碳酸酯20 30份， 导热母粒68 78份， 相容剂1. 5 2. 5份， 第一抗氧剂O.1 O. 2份。
2.根据权利要求1所述的聚碳酸酯/聚乙烯复合材料，其特征在于所述的相容剂选自高密度聚乙烯接枝马来酸酐、低密度聚乙烯接枝马来酸酐、N-苯基马来酰胺-苯乙烯共聚物或乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物中的一种或一种以上。
3.根据权利要求1所述的聚碳酸酯/聚乙烯复合材料，其特征在于所述的聚碳酸酯为挤出级聚碳酸酯，优选为熔融指数为10 30g/10min的聚碳酸脂，该熔融指数的测试条件为 300°C,1. 2Kg, ASTM D1238。
4.根据权利要求1所述的聚碳酸酯/聚乙烯复合材料，其特征在于所述的第一抗氧剂为受阻酚类、受阻胺类、亚磷酸酯类或硫代酯类的一种或一种以上，优选β_(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯与抗氧剂三[2. 4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯的复配或抗氧剂4，4' _[1，1'-联苯基]亚基二膦酸-四[2，4_ 二叔丁苯基]酯中的一种或一种以上。
5.根据权利要求1所述的聚碳酸酯/聚乙烯复合材料，其特征在于所述的导热母粒，由含有以下重量份的组分制成 聚乙烯树脂20 30份， 导热填料68 78份， 第二抗氧剂O. 2 O. 4份， 润滑剂O. 3 O. 8份， 偶联剂O. 5 O. 7份， 液体助剂O. 5 O. 7份。
6.根据权利要求5所述的聚碳酸酯/聚乙烯复合材料，其特征在于所述的聚乙烯树脂选自高密度聚乙烯、低密度聚乙烯或线性低密度聚乙烯中的一种或一种以上； 或所述的导热填料选自氧化铝、碳化硅、导热石墨、氮化铝或氮化硼中的一种或者一种以上。
7.根据权利要求5所述的聚碳酸酯/聚乙烯复合材料，其特征在于所述的第二抗氧剂为受阻酚类、受阻胺类、亚磷酸酯类或硫代酯类的一种或一种以上，优选为四[甲基-β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯与抗氧剂三[2. 4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯的复配。
8.根据权利要求5所述的聚碳酸酯/聚乙烯复合材料，其特征在于所述润滑剂为硅酮、N, N’ -乙撑双硬脂酰胺、TR065或TR044中的一种或一种以上； 或所述偶联剂为硅烷类、钛酸酯类中的一种或多种，优选为Y-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷或钛酸酯偶联剂异丙基三硬酯酸钛酸酯； 或所述液体助剂为白油。
9.一种上述权利要求1-8中任一所述的聚碳酸酯/聚乙烯复合材料的制备方法，其特征在于包括以下的步骤 1)将20 30份聚乙烯树脂与68 78份导热填料以及O.2 O. 4份第二抗氧剂、O.3 O. 8份润滑剂、O. 5 O. 7份偶联剂和O. 5 O. 7份液体助剂混合均匀，采用柱塞式往复单螺杆挤出机制成聚乙烯导热母粒； 2)将20 30份PC树脂、1.5 2. 5份相容剂、68 78份导热母粒和O.1 O. 2份第一抗氧剂混合均匀后直接于注塑机中注塑得到最终产品。
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于所述的步骤(I)中，挤出机的螺杆I 6 区温度分别为 130 150°C，170 190°C，180 200°C，180 200°C，180 200°C，/180 200°C，机头为 180 200°C ； 或所述的步骤(2)中，注塑机各区温度分别为240 260°C，260 280°C，260 280°C，喷嘴温度为270 290°C。
全文摘要
本发明属于导热塑料领域，涉及一种聚碳酸酯/聚乙烯复合材料及其制备方法。该材料由包括以下重量份的组分制成聚碳酸酯20～30份，导热母粒68～78份，相容剂1.5～2.5份，第一抗氧剂0.1～0.2份。本发明与现有技术相比，采用导热母粒与聚碳酸酯共混后注塑的方法制备导热聚碳酸酯/聚乙烯合金材料，避免了聚碳酸酯与导热母粒共混挤出时与导热填料接触而产生分解，使得材料机械性能良好；利用往复机可以制备高导热填料含量的导热母粒；导热母粒中的导热填料为不同导热填料的复配，既提高材料的导热系数也可以降低成本。
文档编号C08L69/00GK103059536SQ20111032234
公开日2013年4月24日 申请日期2011年10月21日 优先权日2011年10月21日
发明者郭雪晴 申请人:合肥杰事杰新材料股份有限公司