[发明专利]一种导热导电PC复合材料及其制备方法

说明书

 

技术领域

本发明属于聚合物加工技术领域，涉及一种聚碳酸酯（PC）复合材料及其制备方法，尤其是涉及一种导热导电PC复合材料及其制备方法。

 

背景技术

金属材料一般具有良好的导电性和高导热性，它能将工件产生的热量及时地传播到周围环境中，从而保护对热量敏感的电子元器件。但是金属材料也有其不足之处，例如密度大、价格贵、需要极高的成型加工温度等。随着集成化技术和电子元器件工作效能的不断提高，电子元器件的内部热量更集中；加之，电子元器件的小型化和轻量化等特殊要求；传统金属材料已不能满足应用需求。与金属材料相比，导热导电塑料具有比重轻、比强度较高和易于加工成型等特点，成为金属材料的理想替代材料之一。

随着塑料产品的多功能化和电子线路的高集成化，一些具有导热导电特性的塑料产品应用而生。例如，LED照明零件，打印机、投影仪、电脑和传真机等办公设备零件，光电缆通信中的连接零件、电刷及支架、屏蔽罩等。目前市场上导热导电塑料主要是以聚苯硫醚（PPS）和聚酰胺（PA）为基体，这类导热导电塑料的价格昂贵。PC具有优异的透明性、耐冲击性能、尺寸稳定性和耐燃烧性能等，使其成为五大工程塑料中用量最大的一员。虽然PC复合材料在汽车制造、家电、通信设备和办公用品等领域的应用非常广泛，但是由于PC树脂具有电绝缘性能，一般不易制得具有导热导电特性的复合材料。因此，研制具有导热导电特性的PC复合材料，不仅可以填补导热导电PC复合材料的市场空白，丰富导热导电塑料的品种，也有利于扩展PC复合材料的应用领域，具有非常重要的经济价值和实用价值。

 

发明内容

本发明的目的是针对特殊的PC树脂基体和现有技术的不足，而提供一种导热导电PC复合材料及其制备方法，该导热导电PC复合材料的制备方法简便易行，且制得的PC复合材料具有良好的导热性和导电性。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种导热导电PC复合材料，该复合材料由以下重量份的组分制成：

聚碳酸酯树脂                 400~900份；

聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂       0~350份；

碳纤维                       50~200份；

片状石墨                     30~150份；

膨胀石墨                     30~150份；

分散剂                         3~10份；

抗氧剂                         1~10份；

润滑剂                         1~10份。

所述的聚碳酸酯树脂的体积电阻率小于1×10¹²Ω·m。

所述的碳纤维为纤维长度为1~10mm的短切纤维。

所述的片状石墨为长厚比为5~100的鳞片石墨；所述的膨胀石墨长厚比为300~5000。

所述的分散剂选自硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂；硅烷偶联剂优选γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷（KH570），钛酸酯偶联剂优选异丙基三(二辛基磷酰基)钛酸酯（KR-12）。

所述的抗氧剂选自三（2,4-二叔丁基苯基）亚磷酸酯（抗氧剂168）、β-（3,5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸正十八烷醇酯（抗氧剂1076）和四（2,4-二叔丁基苯基）-4,4′-联苯基二亚磷酸酯（抗氧剂PEPQ）中的一种或两种以上。

所述的润滑剂选自季戊四醇硬脂酸酯（PETS）、硬脂酸锌、乙撑双硬脂酰胺（EBS）、聚硅氧烷（GM-100）和乙烯丙烯酸共聚物（A-C540A）的一种或两种以上。

一种导热导电PC复合材料的制备方法，该方法包括以下步骤：

（1）按照以下组分及重量份备料：聚碳酸酯树脂400~900份、聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂0~350份、碳纤维50~200份、片状石墨30~150份、膨胀石墨30~150份、分散剂3~10份、抗氧剂1~10份、润滑剂1~10份；将这些原料在高速混合机混合，混合温度为40~100℃，混合转速为300~1500rpm，混合时间为3~15min，得到混合物；

（2）将步骤（1）所得混合物在双螺杆挤出机，碳纤维50~200份从侧喂料加入挤出机，挤出造粒，得到导热导电PC复合材料粒料。