[發明專利]一種聚苯硫醚復合材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201410542036.2
• 申請日: 2014-10-14
• 公開（公告）號: CN104262965A
• 公開（公告）日: 2015-01-07
• 發明（設計）人: 郝建鑫;黃澤彬;郝源增;任萍
• 申請（專利權）人: 廣州市聚賽龍工程塑料有限公司
• 主分類號: C08L81/02
• 分類號: C08L81/02;C08L77/02;C08K13/02;C08K3/22;C08J3/22;B29B9/06;B29C47/92
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 鄧義華;陳衛

技術領域

本發明涉及高分子材料技術領域，具體涉及一種聚苯硫醚復合材料及其制備方法。

背景技術

聚苯硫醚（PPS）是一種新型高性能熱塑性樹脂，其作為一種綜合性能優異的特種工程塑料，具有優良的耐熱性能、機械性能、阻燃性能、電氣性能和精密成型性能等特點，經過填充、改性后廣泛用作特種工程塑料。同時，PPS還可制作成各種功能性材料，在電子電氣、航空航天、汽車運輸、化工及機械等領域具有廣泛應用。導熱PPS是PPS功能化的一個熱點，其在保持PPS優良性能的基礎上，賦予其高導熱性能，拓展其使用范圍。

由于電子電氣小型化、輕量化和高功能化的發展要求，電子元件、邏輯電路體積成千上萬倍地縮小并被高密度地組裝到了一起。在此條件下，電子元器件產生了大量的熱量，如果不能及時散發出去，熱量會迅速積累，造成大規模集成電路的處理能力降低及電子部件的損壞。因此，為保障元器件運行可靠性，可使用具備高導熱性能，高可靠性能（優良的絕緣性能和阻燃性能等）的綜合性能優異的導熱PPS來迅速、及時地將發熱元件積聚的熱量傳遞給散熱設備，保障電子設備正常運行。

為提高PPS的導熱性能，需要加入導熱填料。金屬粉末和碳基導熱填料雖然可以顯著提高PPS的導熱率，但由于其導電性，在電子電氣中應用受到限制。氮化物導熱填料如氮化硼和氮化鋁等，雖然導熱率高，但昂貴的價格限制了其應用。金屬氧化物（如氧化鎂和氧化鋁等）價格便宜，但由于導熱率相對較低，需要大量添加才能達到理想的導熱系數，引起加工困難、沖擊強度低等問題。

中國專利文件CN101717579?B公布了一種填充型導熱絕緣PPS與聚酰胺共混合金及其制備方法。所添加的材料為PPS（30~35份）、聚酰胺（PA66或PA6，30~35份）、導熱填料（氧化鋁、氧化鎂、氮化鋁或氮化硅中的一種，30~40份）、偶聯劑（1~3份）和加工助劑（0.3~0.6份）。采用三步法制備導熱PPS，先是使用表面改性劑對無機導熱填料進行表面處理，然后采用雙螺桿擠出機制備聚酰胺為基體的導熱母粒，最后使用PPS、導熱母粒和加工助劑制備導熱PPS。該發明雖然通過聚酰胺加入和工藝控制形成雙連續相結構，提高PPS導熱率，但仍存在以下不足：（1）過多聚酰胺的加入大大降低材料的阻燃性能，制約其在電子電氣上的應用；（2）采用雙螺桿制備導熱母粒，其導熱填料的含量不高（50~60%），導致最終導熱PPS中導熱填料的含量只有30~40%，影響材料的導熱率。

中國專利申請文件CN103725004?A公布了一種聚苯硫醚導熱復合材料及其制備方法。其采用聚苯硫醚與導熱填料M制備導熱母粒A，聚酰胺與導熱填料N制備導熱母粒B，再將兩種導熱母粒熔融共混制得聚苯硫醚導熱復合材料。其目的是通過聚苯硫醚與聚酰胺形成雙連續向結構，而導熱填料在聚苯硫醚和聚酰胺中又形成兩個獨立的導熱網絡，提高PPS導熱率，但該發明存在以下不足：（1）其母粒制備方法仍采用雙螺桿擠出機導致其填充量不高；（2）聚酰胺添加量過大，會影響PPS的阻燃性能；（3）采用石墨烯、碳纖維、石墨等碳系導熱填料，在提高PPS導熱率的同時，也大大降低其絕緣性能。

中國專利申請文件CN103554913?A公布一種絕緣導熱聚苯硫醚復合材料及其制備方法。該材料由以下原料按質量百分含量比組成：20~60%聚苯硫醚、20~60%大粒徑導熱填料、5~20%小粒徑導熱填料、0.3~1%偶聯劑、0.2~0.4%抗氧劑和0.2~0.5%加工助劑。該發明雖然采用不同粒徑導熱填料復配以提高PPS導熱率，但仍存在以下的不足：（1）小顆粒導熱填料易造成粉塵污染，不利于環境和人員健康；（2）不同粒徑、密度粉體的混合易造成混合不均，導致下料困難，帶來加工問題；（3）大量粉體直接進行雙螺桿擠出，對螺桿磨損大，同時容易出現斷條、降解等加工問題。

發明內容

為解決現有技術的缺點和不足之處，本發明提供了一種具有良好加工性能和導熱性能的絕緣阻燃導熱聚苯硫醚（PPS）復合材料及其制備方法。本發明采用導熱母粒法制備了一種絕緣阻燃導熱聚苯硫醚（PPS）復合材料。所述導熱母粒法是指先以PA12為基體制作導熱母粒，再將導熱母粒、聚苯硫醚及潤滑劑加入到混合機混合，然后通過雙螺桿擠出機擠出造粒，制得聚苯硫醚復合材料。

一種聚苯硫醚復合材料，其特征在于，該復合材料由聚苯硫醚、以PA12為基體的導熱母粒、和潤滑劑組成，以重量百分計算，各組分用量如下：

聚苯硫醚??????????????????????????????19~49.5%，

以PA12為基體的導熱母粒??????50~80%，