一种导热绝缘阻燃性能增强的pbt塑料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及高分子材料技术领域，具体涉及一种导热绝缘阻燃性能增强的PBT塑 料及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 聚对苯二甲酸丁二醇醋，英文名polybutylene terephthalate (简称PBT)，是热 塑性聚酯，是上一世纪70年代初期由美国Celanese公司开发的。PBT具有非常好的耐热性、 耐候性、耐化学品性，而且具有电气性能优异、吸水性小、表面良好等优点，被广泛应用于电 子电气、汽车、机械、家用电器等行业，尤其是电子电气行业。
[0003] 随着温室气体排放引起全球气温变暖，人们增强了节能环保意识。新型节能电致 发光二极管（LED)的使用备受国际社会的关注。由于LED具有体积小、发光效率高、能耗 低、亮度高、环保等优点，各国政府加大对LED研发的资金资助和相应政策支持。在过去十 年中，LED技术得到了快速发展。目前LED已在广告媒体视频屏幕、汽车车灯、背光光源、标 识与指示性照明、景观照明、室内照明（白色LED)领域得到了广泛应用。
[0004] 通常高功率LED (HPLED)输入功率中有15%~20%的能量转变成光，余下80%~ 85%的电能均转变成热。如果不能将集中在尺寸仅为1mmXlmmXO. 25mm芯片内的热量及 时散逸出去，则会导致芯片温度升高和应力分布不均匀。当LED的结点温度超过器件能承 受的最高温度时，LED的光输出特性将会永久性的衰减。研宄表明，LED的工作温度从63°C 升至74°C，LED的使用寿命少了 3/4。
[0005] 然而塑料的热导率一般在0. 14~0. 34,满足不了 LED的要求，因此导热塑料（一 般其热导率大于IWAm. K))的研制和应用也是今后LED在市场获得发展的关键问题。
【发明内容】
[0006] 本发是的目的在于克服上述现有技术的缺陷，提供一种导热绝缘阻燃增强PBT塑 料及其制备方法。本发明的PBT塑料是采用多元导热填料复配，在提高热导率的同时能够 降低导热填料的用量，兼顾热导率和力学性能，不仅能够达到满足导热塑料的要求，力学性 能也满足使用要求，适合实际应用。
[0007] 本发明的技术方案如下：
[0008] -种导热绝缘阻燃增强PBT塑料，其按重量百分数计包括以下组分：
[0009] PBT 29 ~45%
[0010] 十溴二苯乙烷8~10%
[0011] 三氧化二锑0· 5~1 %
[0012] 纳米氧化铝12~15%
[0013] 纳米氧化镁12~15%
[0014] 氮化铝1~3%
[0015] EMA-g-GMA 3 ~5%
[0016] 抗氧剂0.5~1%
[0017] 润滑剂0.4~1%
[0018] 玻璃纤维 18~20%。
[0019] 优选地，本发明的导热绝缘阻燃增强PBT塑料，其按重量百分数计包括以下组分：
[0020] PBT 34. 5%
[0021] 十溴二苯乙烷8%
[0022] 三氧化二锑0.5%
[0023] 纳米氧化铝15%
[0024] 纳米氧化镁15%
[0025] 氮化铝1 %
[0026] EMA-g-GMA 5%
[0027] 抗氧剂 0.6%
[0028] 润滑剂 0.4%
[0029] 玻璃纤维20%。
[0030] 优选地，所述PBT为粘度I. 0的PBT树脂。I. 0粘度PBT树脂综合性能最佳。
[0031] 优选地，为了提高产品的热导率，所述纳米氧化铝和纳米氧化镁粒径为1-5纳米。 1-5纳米，热导率高，可达36WAm · K)，普通的仅有33WAm · K)。
[0032] 优选地，为了提高产品的热导率，所述氮化铝为氮化铝单晶。氮化铝单晶，热导率 高，可达275WAm · k)，聚晶的仅有70-210WAm · K)
[0033] 优选，阻燃剂为十溴二苯乙烷和三氧化二锑。
[0034] 优选，所述相容剂为EMA-g-GMA或者POE-g-MAH。
[0035] 优选地，所述抗氧剂为抗氧剂1010,所述润滑剂为硅酮粉。
[0036] 本发明的导热绝缘阻燃增强PBT塑料的制备方法包括以下步骤：
[0037] (1)将阻燃剂、纳米氧化铝、纳米氧化镁、氮化铝单晶、抗氧剂与润滑剂混合5~ IOmin ；
[0038] (2)再加入PBT树脂和相容剂混合2-4分钟；
[0039] (3)再加入玻璃纤维，在220_240°C下熔融挤出造粒。
[0040] 所述的PBT塑料的方法，还可以包括以下步骤：
[0041] (1)将阻燃剂、纳米氧化铝、纳米氧化镁和氮化铝单晶在80-KKTC，转速为 1200-1300rpm的条件下混合后；
[0042] (2)加入抗氧剂和润滑剂混合5~IOmin ;
[0043] (3)再加入PBT树脂和相容剂混合；
[0044] (4)再加入玻璃纤维，熔融挤出造粒。
[0045] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：
[0046] 本发明的PBT材料添加的导热填料是导热填料复配而成的，尤其是添加了氮化铝 单晶后，由于氮化铝的热导率比其他填料的热导率都要高出8倍左右，少量添加就能很大 程度提高材料的热导率，故可以很大程度减少其他导热填料的添加量，填料对材料的力学 性能也有影响，填料添加量减少，却保持了 PBT材料的良好力学性能。
【具体实施方式】
[0047] 下面通过具体实施例子对本发明做进一步详细介绍。
[0048] 术语解释：
[0049] PBT :聚对苯二甲酸丁二醇酯
[0050] Al2O3:纳米氧化铝
[0051] MgO:纳米氧化镁
[0052] AlN :氮化铝单晶
[0053] EMA-g-GMA:乙烯一丙烯酸甲酯一甲基丙烯酸缩水甘油酯无规三元共聚物
[0054] 下述实施例中纳米氧化铝和纳米氧化镁粒径为1-5纳米，氮化铝为氮化铝单晶。 1-5纳米，热导率高，可达35WAm. K)，普通的仅有30WAm. K)
[0055] 下述抗实施例中氧剂为抗氧剂1010,所述润滑剂为硅酮粉。
[0056] 下述阻燃剂和导热填料是经过均混预处理，预处理方法是：在80-100°C温度下、 1200-1300rpm的转速条件下混合处理。
[0057] 实施例1
[0058] -种导热绝缘阻燃增强PBT塑料，其按重量百分数计包括以下组分：
[0059] PBT 34. 5%
[0060] 十溴二苯乙烷8%
[0061] 三氧化二锑0.5%
[0062] 纳米氧化铝15%
[0063] 纳米氧化镁15%
[0064] 氮化铝1 %
[0065] EMA-g-GMA 5%
[0066] 抗氧剂 0.6%
[0067] 润滑剂 0.4%
[0068] 玻璃纤维20%。
[0069] 上述导热绝缘阻燃增强PBT塑料的制备方法是：
[0070] (1)将十溴二苯乙烷、三氧化二锑、纳米氧化铝、纳米氧化镁、氮化铝、抗氧剂、润滑 剂混合均匀；
[0071] (2)加入 PBT 树脂、EMA-g-GMA 混合；
[0072] (3)从挤出机玻璃纤维口加入玻璃纤维，熔融挤出造粒。
[0073] 取上述制得的PBT塑料进行力学性能测试，力学性能测试环境：23度，干态，结果 见表1。
[0074] 实施例2
[0075] -种导热绝缘阻燃增强PBT塑料，其按重量百分数计包括以下组分：
[0076] PBT 37. 5%
[0077] 十溴二苯乙烷8%
[0078] 三氧化二锑0.5%
[0079] 纳米氧化铝12%
[0080] 纳米氧化镁15%
[0081] 氮化铝2%
[0082] EMA-g-GMA 4%
[0083] 抗氧剂 0.6%
[0084] 润滑剂 0.4%
[0085] 玻璃纤维20%。
[0086] 上述导热绝缘阻燃增强PBT塑料的制备方法是：
[0087] (1)将十溴二苯乙烷、三氧化二锑、纳米氧化铝、纳米氧化镁、氮化铝、抗氧剂、润滑 剂混合均匀；
[0088] (2)加入 PBT 树脂、EMA-g-GMA 混合；
[0089] (3)从挤出机玻璃纤维口加入玻璃纤维，熔融挤出造粒。
[0090] 取上述制得的PBT塑料进行力学性能测试，力学性能测试环境：23度，干态，结果 见表2。
[0091] 实施例3
[0092] PBT 40. 5%
[0093] 十溴二苯乙烷8%
[0094] 三氧化二锑0.5%
[0095] 纳米氧化铝12%
[0096] 纳米氧化镁12%
[0097] 氮化铝3%
[0098] EMA-g-GMA 3%
[0099] 抗氧剂 0.6%
[0100] 润滑剂 0.4%
[0101] 玻璃纤维20%。
[0102] 上述导热绝缘阻燃增强PBT塑料的制备方法是：
[0103] (1)将十溴二苯乙烷、三氧化二锑、纳米氧化铝、纳米氧化镁、氮化铝、抗氧剂、润滑 剂混合均匀；
[0104] (2)加入 PBT 树脂、EMA-g-GMA 混合；
[0105] (3)从挤出机玻璃纤维口加入玻璃纤维，熔融挤出造粒。
[0106] 取上述制得的PBT塑料进行力学性能测试，力学性能测试环境：23度，干态，结果 见表3。
[0107] 表1 PBT塑料力学性能测试结果
[0108]
【主权项】
1. 一种导热绝缘阻燃性能增强的PBT塑料，其特征在于，按重量百分数计，包括W下组 分： PBT 29 ~45% 阻燃剂 8. 5~11% 纳米氧化铅12~巧％ 纳米氧化镑12~巧％ 氮化铅单晶1~3% 相容剂 3~5% 抗氧剂 0. 5~1% 涧滑剂 0.4~1% 玻璃纤维 巧~20%。
2. 根据权利要求1所述的PBT塑料，其特征在于，按重量百分数计，包括W下组分： PBT 8% 阻燃剂 0.5% 纳米氧化铅巧％ 纳米氧化镑15% 氮化铅单晶1% 相容剂 5% 货氧剂 0.6% 滴滑剂 0.4% 玻璃纤维 20%。
3. 根据权利要求1所述的PBT塑料，其特征在于，所述阻燃剂为十漠二苯己烧和S氧化 二铺。
4. 根据权利要求1所述的PBT塑料，其特征在于，所述相容剂为EMA-g-GMA或者 P犯-g-MAH。
5. 根据权利要求1所述的PBT塑料，其特征在于：所述纳米氧化侣的粒径为l-5nm。
6. 根据权利要求1所述的PBT塑料，其特征在于：所述纳米氧化儀的粒径为l-5nm。
7. 根据权利要求1所述的PBT塑料，其特征在于；所述抗氧剂为抗氧剂1010。
8. 根据权利要求1所述的PBT塑料，其特征在于：所述润滑剂为娃酬粉。
9. 一种制备权利要求1-8之一所述的PBT塑料的方法，其特征在于，包括W下步骤： (1) 将阻燃剂、纳米氧化侣、纳米氧化儀、氮化侣单晶、抗氧剂与润滑剂混合5~ lOmin; (2) 再加入PBT树脂和相容剂混合2-4分钟； (3)再加入玻璃纤维，在220-240°C下烙融挤出造粒。
10. -种制备权利要求1-8之一所述的PBT塑料的方法，其特征在于，包括W下步骤： (1) 将阻燃剂、纳米氧化侣、纳米氧化儀和氮化侣单晶在80-100。转速为 1200-1300巧m的条件下混合后； (2) 加入抗氧剂和润滑剂混合5~lOmin; (3) 再加入PBT树脂和相容剂混合； (4) 再加入玻璃纤维，烙融挤出造粒。
【专利摘要】本发明公开了一种导热绝缘阻燃增强PBT塑料，其按重量百分数计，包括以下组分：PBT29～45％、阻燃剂8.5～11％、纳米氧化铝12～15％、纳米氧化镁12～15％、氮化铝单晶1～3％、相容剂3～5％、抗氧剂0.5～1％、润滑剂0.4～1％和玻璃纤维18～20％，本发明的PBT塑料是采用多元导热填料复配，在提高热导率的同时能够降低导热填料的用量，兼顾热导率和力学性能，不仅能够达到满足导热塑料的要求，力学性能也满足使用要求，适合实际应用。
【IPC分类】C08K5-01, C08K7-14, C08L67-02, C08K3-22, C08K13-04, C08K3-28
【公开号】CN104788919
【申请号】CN201510218636
【发明人】张钊鹏, 杨子江, 阳瑞, 林嗣鑫, 区朝胜, 姚大爱, 林远开, 董宏宇
【申请人】广东顺德顺炎新材料有限公司
【公开日】2015年7月22日
【申请日】2015年4月30日