[發明專利]一種高抗沖擊聚己內酰胺導熱絕緣塑料及其制備方法

有效

• 申請號: 201210076186.X
• 申請日: 2012-03-21
• 公開（公告）號: CN102618029A
• 公開（公告）日: 2012-08-01
• 發明（設計）人: 萬怡灶;李明輝;高智芳;羅紅林
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: C08L77/02
• 分類號: C08L77/02;C08K9/10;C08K3/22;C08K3/28;C08K3/38;C08K3/34;B29C47/92
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 李麗萍

技術領域

本發明涉及一種導熱塑料領域，特別涉及一種高抗沖擊聚己內酰胺導熱絕緣塑料及其制備方法。

背景技術

電子和電器設備越來越精巧，功能越來越強大，發熱量也越來越大。例如，高功率LED輸入功率中僅有15％-20％的能量轉變成光，其余的80％-85％的電能則均轉化為熱能，如果這些熱量不及時散失出去，將極大減少LED的使用壽命。因此，在電子電器行業中，對于散熱器的散熱性能要求也越來越高。導熱塑料由于其密度小、耐腐蝕、設計自由度高、系統成本低等優點使其在電子電器行業受到越來越多的重視。導熱絕緣塑料既提高了塑料的導熱性能，又保留了塑料優異的電絕緣性能，在一些要求絕緣性的場合可以起到普通金屬導熱材料無法取代的作用。

導熱塑料通常的制備方法是在樹脂基體中填充大量的導熱填料粒子，使其具有較高的導熱性能。目前中國專利公開的導熱塑料的制備方法是將偶聯劑、導熱填料、樹脂基體及其他加工助劑攪拌混合后通過擠出機擠出造粒，由于偶聯劑一般用量較少，直接加入混合并不能使填料表面均勻包覆，而且樹脂基體與填料密度相差較大，直接將填料與基體混合容易造成料筒中的混合物料基體與填料上下分層，從而使復合材料中填料含量不均。

發明內容

針對上述現有技術，本發明提供一種高抗沖擊聚己內酰胺導熱絕緣塑料及其制備方法，本發明一種高抗沖擊聚己內酰胺導熱絕緣塑料不但具有較好的導熱性能和良好的加工性能，而且具有高的沖擊強度。

為了解決上述技術問題，本發明一種高抗沖擊聚己內酰胺導熱絕緣塑料，按質量份計，由以下組份構成：聚己內酰胺100份，導熱填料100～300份，偶聯劑2～6份，抗氧劑0.2～0.5份，潤滑劑0.4～0.8份；所述導熱填料為氧化鋁、氮化鋁、氮化硼、碳化硅中的一種或幾種；偶聯劑為硅烷偶聯劑；抗氧劑為抗氧劑168和/或抗氧劑1098；潤滑劑為乙烯基雙硬脂酰胺或潤滑劑PETS。

本發明一種高抗沖擊聚己內酰胺導熱絕緣塑料的制備方法，包括導熱填料的表面處理步驟A和擠出造粒步驟B；

步驟A使所述導熱填料表面均勻包覆一層偶聯劑，步驟A如下：

配制水-無水乙醇溶液，該溶液中水的質量百分比為5～10％；將一定比例的偶聯劑溶于水-無水乙醇溶液中，配制成偶聯劑濃度為10～25wt.％的偶聯劑水-醇溶液；利用雙錐真空回轉干燥機，采用噴霧方法，將偶聯劑水-醇溶液加入到導熱填料中，偶聯劑水-醇溶液噴霧加入過程中，同時對導熱填料進行攪拌；按照偶聯劑與導熱填料質量份數比為2～6∶100～300將偶聯劑水-醇溶液加入完畢后，將導熱填料繼續攪拌10～20min，然后將導熱填料在80～120℃條件下干燥3～5h，從而得出表面均勻包覆一層偶聯劑的導熱填料備用；

采用帶有多個喂料系統的雙螺桿擠出機進行擠出造粒，步驟B如下：

稱取一定量的聚己內酰胺作為基體材料，按照各組份的質量份數比加入抗氧劑和潤滑劑，在高速攪拌機中預混；利用雙螺桿擠出機擠出造粒，擠出造粒過程中，聚己內酰胺基體材料和表面均勻包覆有一層偶聯劑的導熱填料通過所述多個喂料系統加入到擠出機中，通過控制喂料系統的喂料頻率控制聚己內酰胺基體材料與導熱填料的質量份數比為100∶100～300，擠出機的擠出溫度為250-280℃；擠出造粒完成后，將制備的粒料放入真空干燥箱，80℃條件下烘干4-6h，從而得到聚己內酰胺導熱絕緣塑料的粒料。

進一步講，本發明一種高抗沖擊聚己內酰胺導熱絕緣塑料，其中，所述氧化鋁為煅燒α-Al₂O₃，其顆粒粒徑為5～10μm，純度大于99％。所述氮化鋁的顆粒粒徑為5～10μm，其純度大于99％。所述的偶聯劑為硅烷偶聯劑KH-550、硅烷偶聯劑KH-560或硅烷偶聯劑KH-570。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：

本發明中預先對填料進行表面處理，處理時先使偶聯劑水解并將其稀釋，然后邊攪拌填料邊將偶聯劑稀釋液以噴霧方式加入到填料中，避免了填料結塊，同時可使偶聯劑均勻包覆于填料表面，增強了樹脂基體與填料的相容性。另外，本發明中樹脂基體與導熱填料通過不同的喂料系統進入擠出機，解決了物料分層的問題，同時可以精確控制復合材料中填料的含量。所制備的導熱絕緣塑料具有高的沖擊強度、較高的導熱系數以及良好的加工性能。

附圖說明

附圖是本發明一種高抗沖擊聚己內酰胺導熱絕緣塑料的制備方法中所用雙螺桿擠出機機筒部分的示意簡圖。