[發明專利]一種聚碳酸酯材料及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 202210228954.2
• 申請日: 2022-03-08
• 公開（公告）號: CN114591617A
• 公開（公告）日: 2022-06-07
• 發明（設計）人: 李明昆;楊燕;劉賢文;彭民樂;艾軍偉;丁超
• 申請（專利權）人: 金發科技股份有限公司
• 主分類號: C08L69/00
• 分類號: C08L69/00;C08K5/523;C08K5/521;C08K3/34;C08K3/32;C08K3/24
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 陳嘉毅

本發明屬于工程塑料技術領域，具體涉及一種聚碳酸酯材料及其制備方法和應用。該材料包括聚碳酸酯、磷酸酯化合物、有機陶瓷，其中，有機陶瓷可以在聚碳酸酯材料中形成導熱網鏈，顯著提升材料的導熱性能；與此同時，磷酸酯化合物能夠充分浸潤有機陶瓷填料，輔助有機陶瓷導熱網鏈的形成，進一步提高材料的導熱性能。并且，聚碳酸酯、磷酸酯化合物、有機陶瓷三者共同協同作用，使得制備得到的聚碳酸酯材料具有較好的導熱性、流動性和力學性能，非常適合用來制備對導熱、散熱具有較高要求的發熱產品的塑料部分。

技術領域

本發明屬于工程塑料技術領域。更具體地，涉及一種聚碳酸酯材料及其制備方法和應用。

背景技術

聚碳酸酯(PC)是一種性能優異的工程塑料，機械強度高、耐沖擊性好、尺寸穩定、耐熱較好、電絕緣性優，具有良好的綜合性能，在家電、數碼產品等領域均有廣泛的應用。對于電子電氣行業，比如電子元器件、芯片等電子設備產生的熱量會迅速積累和增加，溫度過高會導致器件不能正常工作，通常用導熱性能良好的金屬做散熱外殼，但是金屬外殼會帶來信號屏蔽等問題。為了解決上述問題，導熱塑料應運而生，其相比于金屬，具有輕質、可塑性強、易加工成型、耐化學腐蝕等特點；同時，導熱塑料顏色多樣性、綜合成本低，能最大限度地滿足設計自由度，成為一個良好的替代方案。

目前，導熱塑料常采用添加導熱填料對高分子基體材料進行均勻填充的方法來提高材料的導熱性能。其中，常見的導熱填料有導熱氧化物(如Al₂O₃、MgO、SiO₂等)、導熱氮化物(如AlN、Si₃N₄、BN、SiC、B₄C₃等)等，導熱系數越高，塑料的導熱性能越好。如中國專利申請CN111087778A公開了一種流動性能改善的導熱聚碳酸酯組合物，通過添加經表面處理的II、III、IV主族元素的氧化物、硫化物、氮化物來達到導熱的效果。但是該方法采用的填料需要較高的填充量才能達到較好的導熱性能，實現高導熱率有瓶頸；其次，由于填充量大，會直接降低塑料的沖擊性能、加工性能等，影響實際應用；并且，導熱填料表面極性較強，在聚合物中難以均勻分散，導致復合材料的黏度增大，難以滿足生產流動性要求，同時也大幅降低了其力學性能，極大地限制了材料的應用。

發明內容

本發明要解決的技術問題是克服現有導熱塑料導熱率較難提高，沖擊性能、加工性能、流動性能降低等缺陷和不足，提供一種導熱性、沖擊性和流動性較好的聚碳酸酯材料。

本發明的目的是提供所述聚碳酸酯材料的制備方法。

本發明另一目的是提供所述聚碳酸酯材料的應用。

本發明上述目的通過以下技術方案實現：

一種聚碳酸酯材料，包括以下組分及其重量份數：

聚碳酸酯100份、磷酸酯化合物1～5份、有機陶瓷10～40份；

其中，所述有機陶瓷選自硅酸鋯陶瓷、磷酸鈣陶瓷、硅酸鋁陶瓷、鋁酸鈣陶瓷中的一種或多種。本發明將磷酸酯化合物和有機陶瓷加入至聚碳酸酯中混合制成的聚碳酸酯材料，其中，有機陶瓷之間相互作用在體系中形成類似網狀或者鏈狀的導熱網鏈，導熱網鏈的方向與熱流方向一致，顯著提高導熱性能；并且，需要在特定含量范圍內才能達到本發明的效果，含量過低形不成網絡，含量過高則破壞網絡結構，影響導熱，降低沖擊和流動性。磷酸酯化合物具有良好的浸潤效果，能夠充分浸潤有機陶瓷，調整有機陶瓷與聚碳酸酯基體的結合程度，有利于形成均勻導熱網絡。

上述兩者在聚碳酸酯中通過共同作用提高導熱性的同時，還能保證高沖擊和高流動性，具有較好的加工性能。

進一步地，所述有機陶瓷的平均粒徑為3～10μm。