一种聚对苯二甲酸丁二醇酯/聚碳酸酯绝缘导热复合材料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于高分子功能复合材料技术领域，具体涉及一种聚对苯二甲酸丁二醇酯 /聚碳酸酯绝缘导热复合材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 随着工业技术的进步，各种电子电器产品层出不穷，因散热不足导致材料的老化 甚至燃烧的问题日趋严重，因而对导热塑料的需求也越来越迫切。一些电子电器产品对聚 合物材料的要求是不仅要有良好的散热功能与绝缘性能，同时还要求材料具有一定的力学 强度，这对导热塑料的选材及复合技术提出了更高的要求。现有技术一般通过填充大量导 热填料而提高其热导率，但这是以材料力学性能的损失为代价的；而添加一些热导率更高 的金属或碳系填料，虽然可以部分降低填料的含量，却丧失了复合材料宝贵的绝缘性能。
[0003] 从满足材料较高力学性能和耐热性的愿望出发，工程塑料比通用塑料具有更多的 优势。从降低填料的含量角度出发，如果导热塑料的基体由可形成双连续相结构的共混物 组成，使导热填料能够选择性地较多分布在其中的某一相聚合物中或者在两相的界面层 中，使填料在较低填充量下形成网络结构，这对节约成本也十分有利。
[0004] 基于上述考虑，本发明提供了一种聚对苯二甲酸丁二醇酯/聚碳酸酯（PBT/PC)绝 缘导热复合材料。其中基体材料为PBT/PC共混物，导热填料选用氧化铝、氮化硼、氮化铝、 氧化镁及碳化硅等具有较高热导率而又有良好绝缘性能的填料。
[0005] PBT和PC在性能上互补，PBT/PC共混物不仅具有优良的耐溶剂性、耐磨性、尺寸稳 定性和耐应力开裂性，而且热变形温度高、加工性能较好。此外，PBT和PC树脂的相容性较 好，在一定条件下可形成双连续相结构，以此实现导热填料的选择性分布而提高了填料在 单相聚合物中的有效浓度，使达到同等热导率的填料含量降低；加热成型过程中PBT和PC 可发生一定程度的酯交换反应原位形成共聚物，这些共聚物充当了界面增容剂促进了两者 的融合，使PBT/PC合金保持了较高的力学强度。
[0006] 由于有序的晶体结构利于声子的传递，因此结晶聚合物比非晶聚合物的导热能力 要高。PBT为结晶型热塑性树脂，结晶速率快，可在较低的温度下迅速结晶，这对提高复合材 料的导热性能是有利的，而PC不具备结晶能力。因此，本发明一方面通过调整PBT/PC中两 者的比例以及加工条件，使其尽可能形成双连续相结构；另一方面，通过添加酯交换反应抑 制剂控制两相界面发生酯交换反应的程度，尽可能保持PBT的结晶度，使导热填料尽可能 多地分布在PBT相中，提高了材料的热导率。
[0007] CN103289342A公开了一种高导热增强型PC/PBT合金，其中组分PC的含量远大于 PBT的含量，未涉及本发明所提及的双连续相结构，也未使用酯交换反应抑制剂，并且使用 了导电性填料碳纤维，使这种材料的绝缘性能无法保障。
[0008] CN102702695A公开了一种导热聚酰胺/聚对苯二甲酸丁二醇酯（PA/PBT)合金，该 材料以纳米MgO为导热填料，将组分PA6、导热填料、环氧树脂、E-M-GM、抗氧剂和润滑剂 按照配方含量的一半先制备母粒，然后再与将PBT以及剩余助剂进行混合，玻璃纤维从双 螺杆挤出机侧喂料加入，通过挤出造粒得到最终的导热复合材料。这种方法的原理及使用 的导热填料与本发明有所不同，且较为繁复。
【发明内容】
[0009] 本发明提供了一种聚对苯二甲酸丁二醇酯/聚碳酸酯绝缘导热复合材料，同时还 提供了一种操作程序简单、可实现工业化的聚对苯二甲酸丁二醇酯/聚碳酸酯绝缘导热复 合材料的制备方法。
[0010] 本发明的目的是提供一种聚对苯二甲酸丁二醇酯/聚碳酸酯绝缘导热复合材料。 [0011] 本发明的另一个目的是提供聚对苯二甲酸丁二醇酯/聚碳酸酯绝缘导热复合材 料的制备方法。
[0012] 具体地说，本发明提供了一种聚对苯二甲酸丁二醇酯/聚碳酸酯绝缘导热复合材 料及其制备方法，主要是由聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT)树脂、双酚A型聚碳酸酯（PC)树 月旨、导热填料、酯交换反应抑制剂、硅烷偶联剂、润滑剂等组成。
[0013] 本发明所提供的聚对苯二甲酸丁二醇酯/聚碳酸酯绝缘导热复合材料中，包括如 下质量份数的组分：
【主权项】
1. 一种聚对苯二甲酸丁二醇酯/聚碳酸酯绝缘导热复合材料，其特征在于，其组成包 含如下质量分的组分： 聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT) 20?50份 双酚A型聚碳酸酯（PC) 10?30份 导热填料 20?70份 酯交换反应抑制剂 0?2份 硅烷偶联剂 ' 0.5?2份 润滑剂 0?2份
2. 根据权利要求1所述的聚对苯二甲酸丁二醇酯/聚碳酸酯绝缘导热复合材料，其特 征在于：树脂基体由PBT与PC按一定质量份配比配制。
3. 根据权利要求1所述的聚对苯二甲酸丁二醇酯/聚碳酸酯绝缘导热复合材料，其特 征在于：所述的导热填料为氧化铝、氮化硼、氮化铝、氧化镁及碳化硅中的一种或一种以上 组合。
4. 根据权利要求1所述的聚对苯二甲酸丁二醇酯/聚碳酸酯绝缘导热复合材料，其特 征在于：所述的酯交换反应抑制剂为亚磷酸三苯酯、十八烷基亚磷酸酯或季戊四醇二亚磷 酸酯中的一种，优选为亚磷酸三苯酯。
5. 根据权利要求1所述的聚对苯二甲酸丁二醇酯/聚碳酸酯绝缘导热复合材料，其特 征在于：所述的硅烷偶联剂可为Y-氨丙基三乙氧基硅烷（KH550)、y-(2,3-环氧丙氧）丙 基三甲氧基硅烷（KH560)或y-(甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷（KH570)中的一种，用 量为导热填料质量份数的1?2wt%。
6. 根据权利要求1所述的导热聚对苯二甲酸丁二醇酯/聚碳酸酯复合材料，其特征在 于：所述的润滑剂可为液体石蜡或硬脂酸。
7. 根据权利要求1所述的聚对苯二甲酸丁二醇酯/聚碳酸酯绝缘导热复合材料，其特 征在于，其制备方法主要包括以下步骤： (1) 将导热填料用硅烷偶联剂进行表面处理； (2) 将聚对苯二甲酸丁二醇酯和聚碳酸酯分别进行干燥； (3) 将步骤（1)和步骤（2)所得物料与酯交换反应抑制剂、润滑剂进行充分混合； (4) 将步骤（3)所得混合物料加入双螺杆挤出机中均匀塑化并挤出、造粒，挤出机挤出 温度为180?260°C，螺杆转速为50?120rpm。 5)将步骤（4)所得粒料通过注塑或热压成型制成不同用途的聚对苯二甲酸丁二醇酯/ 聚碳酸酯绝缘导热复合材料。
【专利摘要】本发明公开了一种聚对苯二甲酸丁二醇酯/聚碳酸酯绝缘导热复合材料及其制备方法。该绝缘导热复合材料的组成含有20～50质量份的聚对苯二甲酸丁二醇酯、10～30质量份的聚碳酸酯、20～70质量份的导热填料、0～2份的酯交换反应抑制剂、0.5～2质量份的硅烷偶联剂及0～2质量份的润滑剂。本发明的聚对苯二甲酸丁二醇酯/聚碳酸酯绝缘导热复合材料具有良好的导热性能及力学性能，并且绝缘性能优异，可用于需要散热而有绝缘要求的LED散热灯座或其他电子电器产品外壳等部件。
【IPC分类】C08L69-00, C08K5-526, C08L67-02, C08K3-34, C09K5-14, C08K9-06, C08K13-06, C08K3-22, C08K3-38, C08K3-28
【公开号】CN104610714
【申请号】CN201510069215
【发明人】温变英, 邹文奇, 郭赫楠
【申请人】北京工商大学
【公开日】2015年5月13日
【申请日】2015年2月11日