[發明專利]一種聚苯硫醚基導熱復合材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201310655307.0
• 申請日: 2013-12-06
• 公開（公告）號: CN103725004A
• 公開（公告）日: 2014-04-16
• 發明（設計）人: 王孝軍;楊杰;張剛;龍盛如;陳建野
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: C08L81/02
• 分類號: C08L81/02;C08L77/02;C08L77/06;C08K13/06;C08K9/06;C08K9/04;C08K3/04;C08K3/34;C08K3/28;C08K3/38;C08K7/06;C08K3/22;C08K3/08;C08J
• 代理公司: 成都希盛知識產權代理有限公司 51226
• 代理人: 柯海軍;武森濤

技術領域

本發明涉及一種聚苯硫醚基導熱復合材料及其制備方法，屬于高分子材料技術領域。

背景技術

隨著近年來工業發展對導熱材料耐腐蝕性、機械強度、電絕緣性能和加工性能等的要求，傳統導熱材料如金屬等在某些領域已滿足不了應用的需求。高分子材料具有質輕、耐化學腐蝕、成型加工性能優良、電絕緣性能優異、力學及疲勞性能優良等特點，但高分子材料本身多是熱的不良導體，熱量容易在局部區域集中并持續增多，且在高分子材料不同區域間的傳遞很少，長時間如此，會導致高分子材料件失效。倘若能賦予高分子材料一定導熱性，則會克服高分子材料的一些缺陷，并且拓寬高分子材料的應用領域，尤其在導熱領域的應用。

目前聚合物導熱材料的往往是通過將具有較高導熱性的填料直接與聚合物基體混合制備成導熱復合材料的方法制備的，該方法往往需要向聚合物基體中加入大量的導熱填料，這不僅會大副提高材料的成本，同時材料的力學性能、可加工性也會明顯下降。

聚苯硫醚(PPS)是熱塑性塑料中穩定程度最高的樹脂之一，被認為是一種僅次于聚四氟乙烯的良好耐化學腐蝕材料，且其具有高強度、高剛度、出色的耐疲勞性能和抗蠕變性能。但是，聚苯硫醚本身導熱性能不好，其導熱系數約為0.2W/(m.K)，在保持PPS原有優良綜合性能的基礎上提高其導熱性能，對擴展其應用領域意義重大。中國發明專利申請CN101113240A公開了在聚苯硫醚中，加入氧化鎂、玻纖制得了導熱系數為0.85W/(m.K)的導熱絕緣聚苯硫醚，但相對純玻纖增強聚苯硫醚，力學性能明顯下降，拉伸強度下降20%，缺口沖擊強度下降30%。

發明內容

針對上述缺陷，本發明提供了一種聚苯硫醚基導熱復合材料，其在添加較少導熱填料的情況下具有較高的導熱系數，同時能夠保證復合材料的力學性能符合使用要求。

本發明的技術方案為：

一種聚苯硫醚基導熱復合材料，其特征在于，其原料包括聚苯硫醚、聚酰胺、導熱填料M和導熱填料N；聚苯硫醚與聚酰胺形成雙連續相結構，導熱填料M分布在聚苯硫醚相中，導熱填料N分布在聚酰胺相中，形成兩個獨立的導熱網絡；以質量份數計，各組分用量如下：

聚苯硫醚???????????????20-30份

聚酰胺?????????????????15-30份

導熱填料M+導熱填料N????10-50份；

其中，導熱填料M與導熱填料N不同。

進一步，所述聚苯硫醚基導熱復合材料，其原料還包括增容劑，以質量份數計，各原料用量如下：

更進一步地，所述聚苯硫醚基導熱復合材料，其原料還包括偶聯劑，以質量份數計，各原料用量如下：

優選的，所述聚苯硫醚基導熱復合材料，以質量份數計，各原料用量如下：

更優選的，以質量份數計，各原料用量如下：

更優選的，以質量份數計，各原料用量如下：

所述聚酰胺為PA6T及其共聚物、PA6或PA66中的至少一種；

所述導熱填料為石墨烯、Si₃N₄、AlN、BN、碳纖維、Al₂O₃、石墨、碳納米管、炭黑或銅粉中的至少一種；

所述偶聯劑為硅烷偶聯劑或鈦酸酯偶聯劑中的至少一種。

所述增容劑為聚芳硫醚酰胺及其共聚物、氨基化聚苯硫醚或羧基化聚苯硫醚中的至少一種。

上述聚苯硫醚基導熱復合材料制備方法，包括如下步驟和工藝條件：

(1)導熱填料M與聚苯硫醚熔融共混制得導熱母料A，熔融溫度為290℃-320℃；

(2)導熱填料N與聚酰胺熔融共混制得導熱母料B，熔融溫度為230-330℃；

(3)最后將導熱母料A和導熱母料B熔融共混制得聚苯硫醚基導熱復合材料，熔融溫度為290-330℃。

所述聚苯硫醚基導熱復合材料制備方法，所述步驟(1)中的導熱填料先用偶聯劑進行表面處理，再將導熱填料和聚苯硫醚熔融共混；所述步驟(2)中的另一種導熱填料先用偶聯劑進行表面處理，再將另一種導熱填料和聚酰胺熔融共混；其中，所述導熱填料為石墨烯、Si₃N₄、AlN、BN、碳纖維、Al₂O₃、石墨、碳納米管、炭黑或銅粉中的至少一種；所述偶聯劑為硅烷偶聯劑或鈦酸酯偶聯劑中的至少一種。