[發明專利]一種導熱絕緣材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201010140161.2
• 申請日: 2010-03-30
• 公開（公告）號: CN101899209A
• 公開（公告）日: 2010-12-01
• 發明（設計）人: 易慶鋒;姜蘇俊;蔣智強;寧方林;葉南飚;陳健;曾祥斌
• 申請（專利權）人: 金發科技股份有限公司;上海金發科技發展有限公司
• 主分類號: C08L77/02
• 分類號: C08L77/02;C08L77/06;C08L77/00;C08L81/02;C08L67/02;C08L55/02;C08L23/12;C08L23/06;C08L69/00;C08K13/04;C08K3/28;C08K3/38;C08K3/34
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 陳衛

技術領域

本發明涉及工程塑料技術領域，涉及一種導熱絕緣材料及其制備方法。

背景技術

隨著微電子集成技術和組裝技術的快速發展，電子元器件和邏輯電路的體積越來越小，而工作頻率急劇增加，此時電子設備所產生的熱量迅速積累、增加，在使用環境溫度下，為保證電子元器件長時間高可靠性地正常工作，及時散熱能力就成為影響其使用壽命的重要限制因素，因此迫切需要研制高導熱性能的絕緣材料。

傳統的導熱材料一般選用鋁材或陶瓷類材料，但是這類材料加工困難并且價格昂貴，密度大。塑料質輕、易加工成型，容易設計加工成各種形狀，目前成為導熱絕緣材料的主要研究方向，同時研制導熱性能良好和綜合性能好的高分子復合材料將對電子工業、航空航天領域的材料設計拓展具有非常重要的意義。

導熱絕緣復合材料制備的主要途徑就是向聚合物中填充導熱組分來制備高分子復合材料。專利CN?1333801A介紹了一種提高聚合物復合材料導熱性能的方法，利用高的長徑比碳纖維與低的長徑比粉體填料按照一定比例進行復合，能夠得到最高導熱性能達到25W/m.K的高分子復合材料，但是在設計過程中沒有考慮材料是否導電，同時其聚合物基體也只局限于LCP(液晶聚合物)；專利CN?10333434A介紹了一種乙烯基硅樹脂制備的導熱絕緣材料，導熱填料采用無機粉體，但是制備的材料導熱系數不超過5W/m.K。已有的方法雖然能夠制備高導熱系數材料，但是材料不絕緣；而且導熱絕緣材料的導熱系數也不超過5W/m.K，同時價格昂貴。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種導熱系數高，同時具有優異電絕緣性和成型加工性能的導熱絕緣材料。

本發明的另一個目的在于提供上述導熱絕緣材料的制備方法。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種導熱絕緣材料，由以下重量百分數的組分組成：

塑料基體?????????15％-50％

導熱絕緣填料A????15％-45％

導熱絕緣填料B????5％-15％

礦物纖維C????????10％-30％

偶聯劑???????????0-2％

潤滑劑???????????0-2％。

在上述導熱絕緣材料中，所述的塑料基體優選液晶聚合物(LCP)、耐熱聚酰胺、聚苯硫醚(PPS)、PBT、PA、PET、ABS、PP、PE或PC中的一種或幾種。

在上述導熱絕緣材料中，所述耐熱聚酰胺優選為PA10T、PA6T、PA9T、PPA或PA46。

在上述導熱絕緣材料中，所述的導熱填料A粒徑在5-200μm，所述的導熱填料B粒徑在0.3-6μm；

在上述導熱絕緣材料中，所述的導熱填料A為氮化鋁(AlN)、氮化硼(BN)、碳化硅(SiC)中的一種或幾種的混合物。

在上述導熱絕緣材料中，所述的導熱填料B為氧化鋁、氧化鋅、氧化鎂、氫氧化鎂、氫氧化鋁、氟化鈣中的一種或幾種的混合物。

在上述導熱絕緣材料中，所述的礦物纖維C優選為玻璃纖維、硼纖維、鈦酸鉀纖維中的一種或幾種的混合物。

在上述導熱絕緣材料中，所述的偶聯劑優選為硅烷類、鈦酸酯類或鋁酸酯類偶聯劑中的一種或幾種的混合物。

在上述導熱絕緣材料中，所述的潤滑劑優選為硬脂酸鹽、硬脂酸酰胺、低分子蠟類或蒙塔酸鈉鹽中的一種或幾種的混合物。

在上述導熱絕緣材料的制備方法包括如下步驟：

(1)將潤滑劑、偶聯劑和塑料基體加到高速混合機中，混合均勻；

(2)加入部分導熱填料A、B，繼續攪拌均勻；

(3)將混合均勻的料通過主喂料口加入擠出機中，部分導熱填料A、B通過側喂料口加入擠出機中，擠出造粒，得到一次造粒料；

(4)將得到的一次造粒料從主喂口加入到擠出機中，礦物纖維C從側喂口加入擠出機，擠出造粒，得到用于注塑成型的導熱絕緣塑料。

與現有技術相比，本發明具有如下有益效果：

(1)本發明采用不同長徑比的導熱填料，通過配方的優化及加工工藝的調整，能夠制備導熱率范圍在1-15W/m.K的導熱材料，同時具有優異的電絕緣性(體積電阻率大于10¹³Ω.cm)，并且得到的材料具有很好的成型加工性能；

(2)本發明采用二次過機的方式，使導熱填料分散更好，從而從宏觀上使材料的導熱性更好、更均勻，加工時氣體含量也少；