[发明专利]一种高抗冲击聚己内酰胺导热绝缘塑料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种导热塑料领域，特别涉及一种高抗冲击聚己内酰胺导热绝缘塑料及其制备方法。

背景技术

电子和电器设备越来越精巧，功能越来越强大，发热量也越来越大。例如，高功率LED输入功率中仅有15％-20％的能量转变成光，其余的80％-85％的电能则均转化为热能，如果这些热量不及时散失出去，将极大减少LED的使用寿命。因此，在电子电器行业中，对于散热器的散热性能要求也越来越高。导热塑料由于其密度小、耐腐蚀、设计自由度高、系统成本低等优点使其在电子电器行业受到越来越多的重视。导热绝缘塑料既提高了塑料的导热性能，又保留了塑料优异的电绝缘性能，在一些要求绝缘性的场合可以起到普通金属导热材料无法取代的作用。

导热塑料通常的制备方法是在树脂基体中填充大量的导热填料粒子，使其具有较高的导热性能。目前中国专利公开的导热塑料的制备方法是将偶联剂、导热填料、树脂基体及其他加工助剂搅拌混合后通过挤出机挤出造粒，由于偶联剂一般用量较少，直接加入混合并不能使填料表面均匀包覆，而且树脂基体与填料密度相差较大，直接将填料与基体混合容易造成料筒中的混合物料基体与填料上下分层，从而使复合材料中填料含量不均。

发明内容

针对上述现有技术，本发明提供一种高抗冲击聚己内酰胺导热绝缘塑料及其制备方法，本发明一种高抗冲击聚己内酰胺导热绝缘塑料不但具有较好的导热性能和良好的加工性能，而且具有高的冲击强度。

为了解决上述技术问题，本发明一种高抗冲击聚己内酰胺导热绝缘塑料，按质量份计，由以下组份构成：聚己内酰胺100份，导热填料100～300份，偶联剂2～6份，抗氧剂0.2～0.5份，润滑剂0.4～0.8份；所述导热填料为氧化铝、氮化铝、氮化硼、碳化硅中的一种或几种；偶联剂为硅烷偶联剂；抗氧剂为抗氧剂168和/或抗氧剂1098；润滑剂为乙烯基双硬脂酰胺或润滑剂PETS。

本发明一种高抗冲击聚己内酰胺导热绝缘塑料的制备方法，包括导热填料的表面处理步骤A和挤出造粒步骤B；

步骤A使所述导热填料表面均匀包覆一层偶联剂，步骤A如下：

配制水-无水乙醇溶液，该溶液中水的质量百分比为5～10％；将一定比例的偶联剂溶于水-无水乙醇溶液中，配制成偶联剂浓度为10～25wt.％的偶联剂水-醇溶液；利用双锥真空回转干燥机，采用喷雾方法，将偶联剂水-醇溶液加入到导热填料中，偶联剂水-醇溶液喷雾加入过程中，同时对导热填料进行搅拌；按照偶联剂与导热填料质量份数比为2～6∶100～300将偶联剂水-醇溶液加入完毕后，将导热填料继续搅拌10～20min，然后将导热填料在80～120℃条件下干燥3～5h，从而得出表面均匀包覆一层偶联剂的导热填料备用；

采用带有多个喂料系统的双螺杆挤出机进行挤出造粒，步骤B如下：

称取一定量的聚己内酰胺作为基体材料，按照各组份的质量份数比加入抗氧剂和润滑剂，在高速搅拌机中预混；利用双螺杆挤出机挤出造粒，挤出造粒过程中，聚己内酰胺基体材料和表面均匀包覆有一层偶联剂的导热填料通过所述多个喂料系统加入到挤出机中，通过控制喂料系统的喂料频率控制聚己内酰胺基体材料与导热填料的质量份数比为100∶100～300，挤出机的挤出温度为250-280℃；挤出造粒完成后，将制备的粒料放入真空干燥箱，80℃条件下烘干4-6h，从而得到聚己内酰胺导热绝缘塑料的粒料。

进一步讲，本发明一种高抗冲击聚己内酰胺导热绝缘塑料，其中，所述氧化铝为煅烧α-Al₂O₃，其颗粒粒径为5～10μm，纯度大于99％。所述氮化铝的颗粒粒径为5～10μm，其纯度大于99％。所述的偶联剂为硅烷偶联剂KH-550、硅烷偶联剂KH-560或硅烷偶联剂KH-570。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明中预先对填料进行表面处理，处理时先使偶联剂水解并将其稀释，然后边搅拌填料边将偶联剂稀释液以喷雾方式加入到填料中，避免了填料结块，同时可使偶联剂均匀包覆于填料表面，增强了树脂基体与填料的相容性。另外，本发明中树脂基体与导热填料通过不同的喂料系统进入挤出机，解决了物料分层的问题，同时可以精确控制复合材料中填料的含量。所制备的导热绝缘塑料具有高的冲击强度、较高的导热系数以及良好的加工性能。

附图说明

附图是本发明一种高抗冲击聚己内酰胺导热绝缘塑料的制备方法中所用双螺杆挤出机机筒部分的示意简图。