一種聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯/聚碳酸酯絕緣導(dǎo)熱復(fù)合材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于高分子功能復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯 /聚碳酸酯絕緣導(dǎo)熱復(fù)合材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著工業(yè)技術(shù)的進(jìn)步，各種電子電器產(chǎn)品層出不窮，因散熱不足導(dǎo)致材料的老化 甚至燃燒的問題日趨嚴(yán)重，因而對(duì)導(dǎo)熱塑料的需求也越來越迫切。一些電子電器產(chǎn)品對(duì)聚 合物材料的要求是不僅要有良好的散熱功能與絕緣性能，同時(shí)還要求材料具有一定的力學(xué) 強(qiáng)度，這對(duì)導(dǎo)熱塑料的選材及復(fù)合技術(shù)提出了更高的要求?，F(xiàn)有技術(shù)一般通過填充大量導(dǎo) 熱填料而提高其熱導(dǎo)率，但這是以材料力學(xué)性能的損失為代價(jià)的；而添加一些熱導(dǎo)率更高 的金屬或碳系填料，雖然可以部分降低填料的含量，卻喪失了復(fù)合材料寶貴的絕緣性能。
[0003] 從滿足材料較高力學(xué)性能和耐熱性的愿望出發(fā)，工程塑料比通用塑料具有更多的 優(yōu)勢(shì)。從降低填料的含量角度出發(fā)，如果導(dǎo)熱塑料的基體由可形成雙連續(xù)相結(jié)構(gòu)的共混物 組成，使導(dǎo)熱填料能夠選擇性地較多分布在其中的某一相聚合物中或者在兩相的界面層 中，使填料在較低填充量下形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，這對(duì)節(jié)約成本也十分有利。
[0004] 基于上述考慮，本發(fā)明提供了一種聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯/聚碳酸酯（PBT/PC)絕 緣導(dǎo)熱復(fù)合材料。其中基體材料為PBT/PC共混物，導(dǎo)熱填料選用氧化鋁、氮化硼、氮化鋁、 氧化鎂及碳化硅等具有較高熱導(dǎo)率而又有良好絕緣性能的填料。
[0005] PBT和PC在性能上互補(bǔ)，PBT/PC共混物不僅具有優(yōu)良的耐溶劑性、耐磨性、尺寸穩(wěn) 定性和耐應(yīng)力開裂性，而且熱變形溫度高、加工性能較好。此外，PBT和PC樹脂的相容性較 好，在一定條件下可形成雙連續(xù)相結(jié)構(gòu)，以此實(shí)現(xiàn)導(dǎo)熱填料的選擇性分布而提高了填料在 單相聚合物中的有效濃度，使達(dá)到同等熱導(dǎo)率的填料含量降低；加熱成型過程中PBT和PC 可發(fā)生一定程度的酯交換反應(yīng)原位形成共聚物，這些共聚物充當(dāng)了界面增容劑促進(jìn)了兩者 的融合，使PBT/PC合金保持了較高的力學(xué)強(qiáng)度。
[0006] 由于有序的晶體結(jié)構(gòu)利于聲子的傳遞，因此結(jié)晶聚合物比非晶聚合物的導(dǎo)熱能力 要高。PBT為結(jié)晶型熱塑性樹脂，結(jié)晶速率快，可在較低的溫度下迅速結(jié)晶，這對(duì)提高復(fù)合材 料的導(dǎo)熱性能是有利的，而PC不具備結(jié)晶能力。因此，本發(fā)明一方面通過調(diào)整PBT/PC中兩 者的比例以及加工條件，使其盡可能形成雙連續(xù)相結(jié)構(gòu)；另一方面，通過添加酯交換反應(yīng)抑 制劑控制兩相界面發(fā)生酯交換反應(yīng)的程度，盡可能保持PBT的結(jié)晶度，使導(dǎo)熱填料盡可能 多地分布在PBT相中，提高了材料的熱導(dǎo)率。
[0007] CN103289342A公開了一種高導(dǎo)熱增強(qiáng)型PC/PBT合金，其中組分PC的含量遠(yuǎn)大于 PBT的含量，未涉及本發(fā)明所提及的雙連續(xù)相結(jié)構(gòu)，也未使用酯交換反應(yīng)抑制劑，并且使用 了導(dǎo)電性填料碳纖維，使這種材料的絕緣性能無法保障。
[0008] CN102702695A公開了一種導(dǎo)熱聚酰胺/聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯（PA/PBT)合金，該 材料以納米MgO為導(dǎo)熱填料，將組分PA6、導(dǎo)熱填料、環(huán)氧樹脂、E-M-GM、抗氧劑和潤(rùn)滑劑 按照配方含量的一半先制備母粒，然后再與將PBT以及剩余助劑進(jìn)行混合，玻璃纖維從雙 螺桿擠出機(jī)側(cè)喂料加入，通過擠出造粒得到最終的導(dǎo)熱復(fù)合材料。這種方法的原理及使用 的導(dǎo)熱填料與本發(fā)明有所不同，且較為繁復(fù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本發(fā)明提供了一種聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯/聚碳酸酯絕緣導(dǎo)熱復(fù)合材料，同時(shí)還 提供了一種操作程序簡(jiǎn)單、可實(shí)現(xiàn)工業(yè)化的聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯/聚碳酸酯絕緣導(dǎo)熱復(fù) 合材料的制備方法。
[0010] 本發(fā)明的目的是提供一種聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯/聚碳酸酯絕緣導(dǎo)熱復(fù)合材料。 [0011] 本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯/聚碳酸酯絕緣導(dǎo)熱復(fù)合材 料的制備方法。
[0012] 具體地說，本發(fā)明提供了一種聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯/聚碳酸酯絕緣導(dǎo)熱復(fù)合材 料及其制備方法，主要是由聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯（PBT)樹脂、雙酚A型聚碳酸酯（PC)樹 月旨、導(dǎo)熱填料、酯交換反應(yīng)抑制劑、硅烷偶聯(lián)劑、潤(rùn)滑劑等組成。
[0013] 本發(fā)明所提供的聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯/聚碳酸酯絕緣導(dǎo)熱復(fù)合材料中，包括如 下質(zhì)量份數(shù)的組分：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯/聚碳酸酯絕緣導(dǎo)熱復(fù)合材料，其特征在于，其組成包 含如下質(zhì)量分的組分： 聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯（PBT) 20?50份 雙酚A型聚碳酸酯（PC) 10?30份 導(dǎo)熱填料 20?70份 酯交換反應(yīng)抑制劑 0?2份 硅烷偶聯(lián)劑 ' 0.5?2份 潤(rùn)滑劑 0?2份
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯/聚碳酸酯絕緣導(dǎo)熱復(fù)合材料，其特 征在于：樹脂基體由PBT與PC按一定質(zhì)量份配比配制。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯/聚碳酸酯絕緣導(dǎo)熱復(fù)合材料，其特 征在于：所述的導(dǎo)熱填料為氧化鋁、氮化硼、氮化鋁、氧化鎂及碳化硅中的一種或一種以上 組合。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯/聚碳酸酯絕緣導(dǎo)熱復(fù)合材料，其特 征在于：所述的酯交換反應(yīng)抑制劑為亞磷酸三苯酯、十八烷基亞磷酸酯或季戊四醇二亞磷 酸酯中的一種，優(yōu)選為亞磷酸三苯酯。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯/聚碳酸酯絕緣導(dǎo)熱復(fù)合材料，其特 征在于：所述的硅烷偶聯(lián)劑可為Y-氨丙基三乙氧基硅烷（KH550)、y-(2,3-環(huán)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)中的一種，用 量為導(dǎo)熱填料質(zhì)量份數(shù)的1?2wt%。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)熱聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯/聚碳酸酯復(fù)合材料，其特征在 于：所述的潤(rùn)滑劑可為液體石蠟或硬脂酸。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯/聚碳酸酯絕緣導(dǎo)熱復(fù)合材料，其特 征在于，其制備方法主要包括以下步驟： (1) 將導(dǎo)熱填料用硅烷偶聯(lián)劑進(jìn)行表面處理； (2) 將聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯和聚碳酸酯分別進(jìn)行干燥； (3) 將步驟（1)和步驟（2)所得物料與酯交換反應(yīng)抑制劑、潤(rùn)滑劑進(jìn)行充分混合； (4) 將步驟（3)所得混合物料加入雙螺桿擠出機(jī)中均勻塑化并擠出、造粒，擠出機(jī)擠出 溫度為180?260°C，螺桿轉(zhuǎn)速為50?120rpm。 5)將步驟（4)所得粒料通過注塑或熱壓成型制成不同用途的聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯/ 聚碳酸酯絕緣導(dǎo)熱復(fù)合材料。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯/聚碳酸酯絕緣導(dǎo)熱復(fù)合材料及其制備方法。該絕緣導(dǎo)熱復(fù)合材料的組成含有20～50質(zhì)量份的聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯、10～30質(zhì)量份的聚碳酸酯、20～70質(zhì)量份的導(dǎo)熱填料、0～2份的酯交換反應(yīng)抑制劑、0.5～2質(zhì)量份的硅烷偶聯(lián)劑及0～2質(zhì)量份的潤(rùn)滑劑。本發(fā)明的聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯/聚碳酸酯絕緣導(dǎo)熱復(fù)合材料具有良好的導(dǎo)熱性能及力學(xué)性能，并且絕緣性能優(yōu)異，可用于需要散熱而有絕緣要求的LED散熱燈座或其他電子電器產(chǎn)品外殼等部件。
【IPC分類】C08L69-00, C08K5-526, C08L67-02, C08K3-34, C09K5-14, C08K9-06, C08K13-06, C08K3-22, C08K3-38, C08K3-28
【公開號(hào)】CN104610714
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510069215
【發(fā)明人】溫變英, 鄒文奇, 郭赫楠
【申請(qǐng)人】北京工商大學(xué)
【公開日】2015年5月13日
【申請(qǐng)日】2015年2月11日