[发明专利]一种导热模塑组合物及其制备方法

说明书

技术领域          

本发明涉及功能高分子材料技术领域，具体地说，涉及一种导热模塑组合物及其制备方法。

背景技术

随着微电子集成技术和组装技术高速发展，组装密度迅速提高，电子元件，逻辑电路体积成千上万倍地缩小，电子仪器日益轻薄小型化，而工作频率急剧增加，半导体热环境向高温方向迅速变化。此时电子设备所产生的热量迅速积累，在使用环境温度下要使电子元器件仍能高可靠性高效率地正常工作，及时散热能力成为影响其使用寿命的重要限制因素。传统的陶瓷或金属散热材料虽然具有良好的散热效果，但是其固有的几大缺陷严重限制了它们的发展，主要包括密度大，成型困难，结构设计受限等。高可靠性高散热性的综合性能优异的导热高分子复合材料很好的弥补了传统散热材料的缺陷，作为热界面和封装材料，正在逐渐替代陶瓷和金属，成为散热领域的首选。

在现有技术中，制备聚合物基导热材料的思路大部分是在聚合物基体中采用添加高含量导热填料的方法。这种方法虽然可以获得导热性能不错的材料，但是高填充量往往带来一些严重问题，如材料的力学性能明显下降，尤其是韧性；材料密度太大，影响其应用；制件表面比较粗糙，不美观；另外高填充体系对于加工设备的加料和分散要求也比较高，加工相对困难。

如专利CN1318508C中所述在100份PPS中加入400份20μm氧化镁和300份5μm氧化铝制备导热PPS，材料的导热填料填充量高达87.5wt%，材料导热率也只有1.967W/mK，且缺口冲击强度只有3.3KJ/m²，非缺口冲击强度也只有5.9 KJ/m²。

专利CN 101568599B中所述，在PPS中加入50wt%-70wt%的石墨来制备导热PPS材料。导热填料含量也高达50wt%～70wt%，专利中只是指明了材料的导热性能在5W/mK～25W/mK，但是对于同样很重要的性能指标如韧性等未有涉及。

专利CN102079864A中所述，在PA66中加入导热绝缘填料和导热晶须来制备导热绝缘PA66，导热填料总含量高达55wt%～85wt%。所得材料的冲击强度在25J/m～30J/m，材料韧性比较差。

专利CN101568577A中所述，在PP/PA基体中加入石墨和氮化硼来制备导热合金材料，石墨和氮化硼的总质量分数高达71wt%，材料的导热系数在2.2W/mK～4.0W/mK，专利中只关注了流动性，对于材料韧性未有提及。

本发明在现有技术基础上，通过特定的导热填料复配组合及特定的制备方法制得了力学性能优异并且导热性能优良的导热材料。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种导热性能优异且力学性能优良的导热模塑组合物及其制备方法，该方法制备的导热塑料具有优异的导热性能和良好的力学性能。

为实现以上目的，本发明采用如下技术方案：

一种导热模塑组合物，由以下重量百分数的组分组成：

塑料基体                20～60%

导热填料A              15～40%

导热填料B              10～30%

导热填料C                1～5%

增强组分                5～15%

表面改性剂             0.05～0.5%

其他添加剂             0～2 %。

所述的塑料基体为聚苯硫醚（PPS）、液晶聚合物（LCP）、聚酰胺（如PA10T、PA6T/66、PA6T/6I、PA9T、PA46、PA6、PA66、PA6/66、PA12、PA6/12）、聚酯（如PBT、PET、PC）、苯乙烯类聚合物（如ABS、PS）和聚烯烃（如PP、PE）中的一种或一种以上的混合物，但不仅限于这些塑料基体；

所述的导热填料A为微观片状结构，包括片状结构的石墨、氧化铝（Al₂O₃）、氧化镁（MgO）、氧化锌（ZnO）、氮化铝（AlN）、氮化硼（BN）、碳化硅（SiC）等中的一种或几种，但不仅限于这些导热填料。平均粒径在10μm～200μm，优选15μm～150μm，更优选20μm～100μm。径厚比在10～100，优选10-80，更优选10-50。