一种便于导热的PC/PBT合金塑料及其制备方法与流程

本发明涉及高分子材料，尤其是涉及一种便于导热的pc/pbt合金塑料及其制备方法。

背景技术：

1、近年来，随着电子电器产品的快速发展，电子电器产品有变轻变薄的趋势，对复合材料的散热性能要求也越来越高。pc/pbt合金塑料在电子电器产品方面应用较为广泛，pc的优点是室温刚而韧，但高温的情况下，热变形严重，缺点是应力开裂，粘度大；pbt的优点是它的刚性不受温度的影响，变形小；pc/pbt合金塑料是pc与pbt的共混材料，保留了两者的优点；pc/pbt具有较高的表面硬度，较高的刚性和韧性，较高的抗高温形的能力，也有较高的抗应力开裂能力，它的机械性能介于两者之间。

2、相关技术中为了提高pc/pbt合金塑料的导热性能，在pc/pbt合金塑料中加入了碳纤维，碳纤维在合金塑料中形成导热链路，从而提高了合金塑料的导热性能。

3、针对上述相关技术，由于碳纤维沿其长度方向的导热性较好，但是沿其径向的导热性较差，相邻的碳纤维通常是端部的表面互相接触，碳纤维接触部分沿碳纤维径向传导热量，因此，碳纤维接触部分导热效果较差，导致pc/pbt合金塑料的导热性能有待提升。

技术实现思路

1、为了提高pc/pbt合金塑料的导热性能，本技术提供一种便于导热的pc/pbt合金塑料及其制备方法。

2、第一方面，本技术提供一种便于导热的pc/pbt合金塑料，采用如下的技术方案：一种便于导热的pc/pbt合金塑料，包括以下重量份数的组分：

3、pc60-85份；

4、pbt20-30份；

5、增韧改性剂15-25份；

6、相容剂1-3份；

7、抗氧剂0.2-0.6份；

8、加工助剂0.2-1份；

9、改性导热碳纤维20-35份；

10、所述改性导热碳纤维由碳纤维、二氧化硅导热层、多根金属氧化物导热纤维和聚吡咯导热层组成，所述二氧化硅导热层包裹于所述碳纤维的表面，多根所述金属氧化物导热纤维间隔设置于所述二氧化硅导热层上，所述金属氧化物导热纤维的一端位于所述二氧化硅导热层内，所述金属氧化物导热纤维的另一端凸出于所述二氧化硅导热层的表面；所述聚吡咯导热层将所述二氧化硅导热层和所述金属氧化物导热纤维包裹在内。

11、通过采用上述技术方案，本技术为了提高碳纤维沿其径向的导热性，将导热性更好的金属氧化物导热纤维固定在碳纤维表面，由于碳纤维、金属氧化物导热纤维与pc/pbt合金塑料的相容性均较差，一般均需要单独进行改性后加入pc/pbt合金塑料中，改性成本较高，因此，本技术将金属氧化物导热纤维固定在碳纤维表面之后，采用聚吡咯导热层将二氧化硅导热层和金属氧化物导热纤维包裹在内，只需要进行一次改性即可；本技术将金属氧化物导热纤维固定于碳纤维表面的二氧化硅导热层上，二氧化硅导热层和金属氧化物导热纤维均具有较好的导热性能，一方面二氧化硅导热层和金属氧化物导热纤维配合能够提高碳纤维沿其径向的导热性，另一方面，相邻改性导热碳纤维的金属氧化物导热纤维接触即可进行导热，能够提高相邻改性导热碳纤维形成导热链路的概率，有利于提高塑料的导热性；聚吡咯导热层具有以下三个作用：1、对金属氧化物导热纤维起到进一步固定的作用，降低金属氧化物导热纤维与二氧化硅导热层脱离的概率；2、聚吡咯导热层作为有机物，能够改善二氧化硅导热层、金属氧化物导热纤维与pc/pbt合金塑料的相容性，提高界面结合力；3、聚吡咯本身具有较好的导热性，改性导热碳纤维在塑料内部形成网状导热链路，相邻的改性导热碳纤维的金属氧化物导热纤维接触后能够顺利传导热量，从沿碳纤维径向导热再转为沿碳纤维长度方向导热，从而提高了塑料的导热性，且改性导热碳纤维在塑料内部形成三维网络结构，还能够提高塑料的力学性能。

12、可选的，所述加工助剂选自酯交换抑制剂、紫外线吸收剂、分散剂和硅烷偶联剂中的至少一种。

13、可选的，所述改性导热碳纤维的制备方法包括以下步骤：

14、活化处理：将碳纤维加入至硝酸与硫酸的混合液中，加热，超声处理，取出后水洗至中性，得到活化碳纤维；

15、包覆处理：制备二氧化硅溶胶，将二氧化硅溶胶喷涂至活化碳纤维的表面，预固化，得到预固化包覆碳纤维，向预固化包覆碳纤维的表面喷射金属氧化物导热纤维，加热固化，得到包覆改性碳纤维；

16、表面处理：将水、烷基酚聚氧乙烯醚和包覆改性碳纤维混合均匀，再加入吡咯，搅拌，加入过硫酸铵，反应结束后倾倒上层清液，下层的纤维用水洗涤，过滤，干燥，筛分，得到改性导热碳纤维。

17、通过采用上述技术方案，活化处理步骤能够去除碳纤维表面的涂层，并对碳纤维进行活化，有利于后续二氧化硅导热层的形成；还可以去除碳纤维表面的杂质，提高二氧化硅导热层与碳纤维的结合力；包覆处理步骤先在活化碳纤维的表面形成预固化的二氧化硅溶胶层，再将金属氧化物导热纤维喷射插入二氧化硅溶胶层，经加热固化后将金属氧化物导热纤维的一端固定在二氧化硅导热层内；表面处理步骤能够形成聚吡咯导热层，将二氧化硅导热层和金属氧化物导热纤维包裹在内。

18、可选的，所述包覆处理步骤中，喷射的压力为6-8mpa，喷射时间20-30min。

19、通过采用上述技术方案，在上述压力范围内，金属氧化物导热纤维的一端能够插入预固化的二氧化硅溶胶层内；在上述时间范围内，能够使足够数量的金属氧化物导热纤维插入预固化的二氧化硅溶胶层内。

20、可选的，所述包覆处理步骤中，预固化的温度为50-70℃，时间为10-20min，加热固化的温度为80-100℃，时间为30-40min。

21、通过采用上述技术方案，采用低温短时间的预固化使二氧化硅溶胶预成型，硬度适中，既不能自由流淌也能够使金属氧化物导热纤维插入；加热固化步骤使二氧化硅溶胶完全固化得到二氧化硅导热层，使金属氧化物导热纤维的一端固定在二氧化硅导热层内。

22、可选的，所述表面处理步骤中，烷基酚聚氧乙烯醚、包覆改性碳纤维、吡咯和过硫酸铵的质量比为0.1：(9-11):(0.2-0.3)：(0.8-1)。

23、通过采用上述技术方案，采用上述配比的原料能够反应形成聚吡咯导热层，将二氧化硅导热层和金属氧化物导热纤维包裹在内。

24、可选的，所述金属氧化物导热纤维的长度为1.5-3mm。

25、通过采用上述技术方案，金属氧化物导热纤维的长度太短，容易完全没入二氧化硅溶胶层；金属氧化物导热纤维的长度太长，容易从二氧化硅溶胶层上脱落。

26、可选的，所述金属氧化物导热纤维为氧化铝纤维或氧化镁纤维。

27、通过采用上述技术方案，氧化铝纤维和氧化镁纤维导热性好，而且不会与表面处理步骤中的过硫酸铵发生反应。

28、第二方面，本技术提供一种便于导热的pc/pbt合金塑料的制备方法，采用如下的技术方案：

29、一种便于导热的pc/pbt合金塑料的制备方法，包括以下步骤：

30、步骤一，将pc、pbt、增韧改性剂、相容剂、抗氧剂、加工助剂和改性导热碳纤维混合均匀，得到混合料；

31、步骤二，将混合料加热熔融，挤出造粒，得到便于导热的pc/pbt合金塑料。

32、通过采用上述技术方案，本技术将金属氧化物导热纤维固定于碳纤维表面的二氧化硅导热层上，再采用聚吡咯导热层将二氧化硅导热层和金属氧化物导热纤维包裹在内，改性导热碳纤维在塑料内部形成网状导热链路，相邻的改性导热碳纤维的金属氧化物导热纤维接触后能够顺利传导热量，从沿碳纤维径向导热再转为沿碳纤维长度方向导热，从而提高了塑料的导热性，且改性导热碳纤维在塑料内部形成三维网络结构，还能够提高塑料的力学性能。

33、综上所述，本技术具有以下有益效果：

34、1、由于本技术将金属氧化物导热纤维固定于碳纤维表面的二氧化硅导热层上，再采用聚吡咯导热层将二氧化硅导热层和金属氧化物导热纤维包裹在内，改性导热碳纤维在塑料内部形成网状导热链路，相邻的改性导热碳纤维的金属氧化物导热纤维接触后能够顺利传导热量，从沿碳纤维径向导热再转为沿碳纤维长度方向导热，从而提高了塑料的导热性。

35、2、本技术中的改性导热碳纤维在塑料内部形成三维网络结构，还能够提高塑料的力学性能。