[发明专利]一种高性能玻纤增强PC传热导热复合材料及其制备方法和应用

说明书

技术领域

 本发明涉及高分子材料技术领域，尤其涉及玻纤增强PC复合材料领域，具体涉及一种高性能玻纤增强PC传热导热复合材料及其制备方法和应用。

背景技术

聚碳酸酯（PC）是一种综合性能优越的工程塑料，也是近年来增长速度最快的通用工程塑料，具有优异的冲击韧性、尺寸稳定性、电气绝缘性、耐蠕变性、耐候性、透明性和无毒性等优点，目前广泛应用于汽车、电子电气、建筑、办公设备、包装、运动器材、医疗保健等领域，随着改性研究的不断深入，正迅速拓展到航空航天、计算机、光盘等高科技领域、但它也存在一些缺点，如散热性能差、强度低、易于应力开裂、对缺口比较敏感以及耐磨性欠佳等。

玻璃纤维（GF）具有拉伸强度高、弹性系数高、吸收冲击能量大、耐化学性佳、吸水性小、耐热性好、加工性佳、价格低廉等特性，属典型的优良产品，主要用作电绝缘材料、工业过滤材料、防腐、防潮、隔热、隔音、减震材料。还可作为多种工业制品的增强材料。

玻璃纤维增强PC复合材料作为一种具有前沿技术特点的优良产品，其拥有强度高、耐化学性以及散热性能良好优异等显著优点，对于该产品的开发研究具有重要的市场价值，对促进国民经济的发展起到重要作用。现行业内已有用玻纤增强PC复合材料取代金属材料作为照明设备、发动机、电机的外壳的原料，但现有的玻纤增强PC复合材料导热传热性能欠佳，不能满足照明灯具外壳、电机外壳、发动机外壳的导热传热要求，容易因温度过高而损坏设备或引发火灾等安全事故。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的之一是提供一种具有良好传热导热性能且的高性能玻纤增强PC复合材料。

本发明的另一目的是提供一种可大规模推广、提高上述玻纤增强PC复合材料性能的制备方法。

本发明的另一目的是提供一种上述玻纤增强PC复合材料的应用。

本发明的第一个目的通过以下方式实现：

一种高性能玻纤增强PC传热导热复合材料，其原料配方由如下重量份的各组分组成：

PC               61-87份；

玻纤             5-15份；

传热导热助剂1   5-15份；

传热导热助剂2    1-5份；

偶联剂           0.5-1份；

抗氧剂1010      0.5-1份；

PC接枝            1-2份；

所述传热导热助剂1为石墨，传热导热助剂2为氧化铝，偶联剂为硅烷偶联剂。

上述原料中，PC应选用任一种市售的PC，玻纤可选用任一种玻璃纤维原料。

上述原料中，石墨为市售的石墨颗粒，其粒径为500-1000nm。石墨是一种优秀的传热导热材料，能够提升热能在材料内部的传导速率。

上述氧化铝可选用市售的氧化铝产品，其作用是提高本发明玻纤增强PC复合材料传热导热效率。由于氧化铝具有较高的刚性，通常被用作散热助剂添加到陶瓷等对机械性能要求不高的材料中。

上述硅烷偶联剂是由硅氯仿（HSiCl3）和带有反应性基团的不饱和烯烃在铂氯酸催化下加成，再经醇解而得。其作用是促进本发明中的石墨、氧化铝等无机助剂与PC等有机成分粘结、混合，可采用任一种市售产品实现。

上述抗氧剂1010为市售产品，能够有效延缓产品的老化进程，延长产品寿命。

上述PC接枝为市售产品，能够有效地提升本发明玻纤增强PC复合材料的韧性，以弥补因添加玻纤、石墨、氧化铝等助剂导致的产品机械性能下降。

发明人在研究中发现，材料的散热性能主要受其内部结构间的导热效率和与传热效率控制。使用石墨填充于本发明的玻纤增强PC复合材料能够有效提升材料内部间的导热效率，而填充氧化铝则能够大幅提升玻纤增强PC复合材料的传热效率。同时发明人还对二者的用量进行筛选，获得最优用量，二者协效使本发明的玻纤增强PC复合材料获得优异的散热效果。同时，石墨与氧化铝与玻纤以及PC间具有良好的混融性能，在所述硅烷偶联剂的作用下，可形成稳定、均匀的产品。

上述一种玻纤增强传热导热PC复合材料的制备方法，其具体包括如下步骤：按照权利要求1所述的比例将PC、玻纤、石墨、氧化铝、硅烷偶联剂 、抗氧剂1010、PC接枝装入搅拌机中反复搅拌混合均匀后送入双螺杆挤出机中，在240-290℃的温度下熔融混炼，所得熔体由双螺旋挤出机挤出后经水槽冷却，引入切粒机进行切粒操作，所得粒料即为所述高性能玻纤增强PC传热导热复合材料。