[發(fā)明專利]一種導(dǎo)熱工程塑料的制備方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201811046785.0
• 申請日: 2018-09-08
• 公開（公告）號(hào): CN109181308A
• 公開（公告）日: 2019-01-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 裘友玖;周立;駱兵建
• 申請（專利權(quán)）人: 佛山皖和新能源科技有限公司
• 主分類號(hào): C08L81/06
• 分類號(hào): C08L81/06;C08L33/12;C08L33/20;C08K7/10;C08K3/34
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本發(fā)明涉及一種導(dǎo)熱工程塑料的制備方法，屬于工程塑料技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明將氮化硅分散在聚醚砜中，然后將碳化硅分散在紡絲液中利用偶聯(lián)劑將碳化硅與紡絲液結(jié)合在一起，再用紡絲的方式制成纖維，使得碳化硅混雜在纖維中形成導(dǎo)熱纖維，這時(shí)再將導(dǎo)熱纖維切斷后與含有氮化硅的聚醚砜分散液混合后，使得二維導(dǎo)熱纖維形成三維導(dǎo)熱網(wǎng)，能夠快速得將熱量先通過分散在基體內(nèi)的氮化硅吸收，然后傳遞到內(nèi)部的三維導(dǎo)熱網(wǎng)，再由三維導(dǎo)熱網(wǎng)擴(kuò)散到別處，達(dá)到均衡導(dǎo)熱的效果；氮化硅和碳化硅都具有良好的導(dǎo)熱性，能與聚醚砜液有更好的相容性，減少了團(tuán)聚現(xiàn)象；本發(fā)明所制備的導(dǎo)熱工程塑料具有導(dǎo)熱系數(shù)高，結(jié)構(gòu)緊湊，具有良好的力學(xué)性能，導(dǎo)熱快而穩(wěn)定的特點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種導(dǎo)熱工程塑料的制備方法，屬于工程塑料技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

工業(yè)水平的不斷進(jìn)步使得導(dǎo)熱材料的應(yīng)用領(lǐng)域日漸廣泛。常規(guī)的導(dǎo)熱材料如金屬及其氧化物、氮化物與其他一些非金屬材料如石墨等，雖然具有良好的導(dǎo)熱性能，但在易加工性、耐腐蝕性等方面已經(jīng)不能滿足目前的市場需要。輕質(zhì)、易于成型加工、耐疲勞、耐腐蝕以及電絕緣性優(yōu)良是高分子材料不同于金屬材料的主要特點(diǎn)，然而，一般高分子材料缺乏傳遞熱量所需的均一致密且有序的晶體結(jié)構(gòu)或載荷子，導(dǎo)致其導(dǎo)熱性能較差。將具有導(dǎo)熱性能的填料分散到聚合物基體中而組成所謂導(dǎo)熱復(fù)合材料是目前導(dǎo)熱塑料采用的主要方式，但形成導(dǎo)熱網(wǎng)絡(luò)需要較高的填料填充量，導(dǎo)致復(fù)合材料的力學(xué)性能大幅下降。

目前而言，通過不同種類導(dǎo)熱填料的復(fù)配使用，或調(diào)控樹脂基體的相態(tài)結(jié)構(gòu)均可以在不進(jìn)一步增加導(dǎo)熱填料用量的同時(shí)提升材料的導(dǎo)熱系數(shù)，維持材料的力學(xué)性能，同時(shí)起到節(jié)約成本的作用。

目前，應(yīng)用于填充型導(dǎo)熱塑料的導(dǎo)熱填料按照其導(dǎo)電性可分為絕緣導(dǎo)熱填料及非絕緣導(dǎo)熱填料。其中，絕緣導(dǎo)熱填料主要包括了氧化物、氮化物和碳化物填料；而非絕緣導(dǎo)熱填料主要包括了各類金屬粉末及石墨、炭黑等。

填充型導(dǎo)熱塑料主要由樹脂基體與導(dǎo)熱填料兩相構(gòu)成。選用導(dǎo)熱系數(shù)高的填料對體系導(dǎo)熱性能的提升無疑是有益的，但有研究表明，當(dāng)填料與樹脂基體的導(dǎo)熱系數(shù)比值超過100：1時(shí)，再提高填料的導(dǎo)熱系數(shù)對整個(gè)體系導(dǎo)熱性能的提升作用十分有限。增加填料的填充量固然可以獲得高導(dǎo)熱性能的材料，但過高的填充量會(huì)導(dǎo)致材料的力學(xué)性能大幅下降。

目前，導(dǎo)熱塑料的工業(yè)應(yīng)用多集中在電子元器件的散熱外殼、封裝材料及換熱器中，需長時(shí)間在高溫環(huán)境（通常為100℃附近）下工作，因此，作為導(dǎo)熱塑料的樹脂基體，具有較高耐熱性能的工程塑料相對于通用塑料而言具有顯著優(yōu)勢。由于應(yīng)用在電子產(chǎn)品中的散熱器件通常形狀復(fù)雜，而導(dǎo)熱填料的加入也會(huì)使材料熔體的流動(dòng)性能下降，因此，導(dǎo)熱塑料的基體材料除耐熱性能外還需要較高的流動(dòng)性。為滿足上述性能要求，在五大通用工程塑料中，聚酰胺（PA）與對苯二甲酸丁二醇酯（PBT）在滿足工作溫度的同時(shí)，具有良好的熔體流動(dòng)性，且結(jié)晶度相對較高，非常適合作為導(dǎo)熱塑料的樹脂基體使用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題：針對現(xiàn)今導(dǎo)熱填料顆粒與塑料基體的相容性不好的問題，提供了一種導(dǎo)熱工程塑料的制備方法。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

（1）取聚醚砜并將其置于三氯甲烷中，攪拌30min得到聚醚砜液；

（2）取氮化硅并將其研磨過400目，得到細(xì)氮化硅，取細(xì)氮化硅、甲基丙烯酸、三乙基己基磷酸和聚醚砜液混合，高速攪拌30min后得到分散液；

（3）取聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯腈和N，N-二甲基甲酰胺攪拌均勻，靜置脫泡24h，得到混合液；

（4）取碳化硅并將其研磨，過400目篩，得到細(xì)碳化硅；

（5）取細(xì)碳化硅和硅烷偶聯(lián)劑并將其加入混合液中，高速攪拌30min，得到共混液，利用濕法紡絲設(shè)備，經(jīng)紡絲和牽伸后制得共混纖維；