[发明专利]一种星型支化聚酰胺基导热复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及高分子材料领域，尤其涉及一种星型支化聚酰胺基导热复合材料，本发明还涉及该星型支化聚酰胺基导热复合材料的制备方法。

背景技术

随着电子产品的普及，人们对电子产品的要求也越来越高，电子产品的导热性能就是其中之一。电路密度及负载量的增加会导致电子元件中的塑料制品在运行中产生大量的热量，这些热量需要及时的扩散到外界环境中，否则会因局部温度过高而使电子元件损坏，甚至会引发火灾。因此，需要提高塑料的热传导性。现作为导热材料的有金属及塑料导热材料，金属导热材料虽然导热性能优异，但是其具有比重大、不耐腐蚀、加工能耗高和效率低等缺点，导热塑料可克服金属导热材料的缺点，容易加工成型，且其生产成本更低，产品的设计自由度更高，因此，被广泛使用。

聚酰胺基导热材料作为典型的导热塑料之一，因具有优异的耐热性和耐候性而迅速成为导热塑料的研究对象，为了获得高热传导率的聚酰胺基导热材料，通常人们会对填料的种类及改性等方面进行改变，如中国专利CN102399442A公开了一种导热尼龙66复合材料及其制备方法，其是以常规的尼龙66（聚酰胺66）为树脂基体，以金属氮化物及导热粉为导热填料，通过双螺杆挤出机挤出造粒得到导热尼龙66复合材料。又如中国专利CN201210269880公开了一种石墨烯纳米片/尼龙66高导热材料的制备方法，其将天然石墨球磨后得到的石墨烯纳米片、尼龙66和硅烷偶联剂等混合，再经球磨均匀后形成粉末，最后热压制备得到高导热尼龙复合材料。

    然而现有技术的导热塑料存在以下困难和缺陷：因为金属氧化物类导热填料本身导热能力有限，当填料含量较低时，导热塑料的热导率达不到要求，而填料含量较高（一般大于70 wt %才能满足热传导要求）时，导热塑料的熔体流动性差，大大增加了加工难度；因为导热填料为无机材料，其与高分子树脂基体的相容性差，会导致导热塑料的力学性能下降明显，且界面热阻会阻碍导热系数的提高。

发明内容

本发明的目的在于提出一种具有导热系数高、力学性能好、长期耐热性好和成型加工性能良好等特点的星型支化聚酰胺基导热复合材料。

根据上述目的设计了一种星型支化聚酰胺基导热复合材料，该星型支化聚酰胺基导热复合材料由按组分重量份数计量的星型支化聚酰胺树脂组合物5-90份、导热填料5-94.5份、润滑剂0.2-1.5份、抗氧剂0.2-1.5份和偶联剂0.1-2份组成。

所述星型支化聚酰胺树脂组合物为星型支化聚酰胺与聚酰胺6、聚酰胺66、聚酰胺46、聚酰胺12、聚酰胺612、聚酰胺1212或芳香族聚酰胺的组合。

所述星型支化聚酰胺由端酯基支化引发剂与氨基酸单体通过缩聚反应制备得到。

所述端酯基支化引发剂的结构简式为通式I所示：

X-（Y-Z）n         （I)；

I式中，X为苯环基、三聚氰胺基、己二胺基或乙二胺基；

Y为碳原子数在2~6之间的饱和脂肪族烷基；

Z为甲酯基、乙酯基或丁酯基；

n=3~16。

所述氨基酸单体选自氨基戊酸、氨基己酸、氨基十一酸和氨基十二酸中的任一种或几种的组合。

所述导热填料为氧化镁、球形氧化铝、类球形氧化铝、氮化铝、氮化硼、碳纳米管、石墨、石墨烯、埃洛石和碳化硅中的任一种或几种的组合。

所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂和亚磷酸酯类抗氧剂中的任一种或两种的组合。

所述偶联剂为硅烷类偶联剂或环氧基脂肪族共聚物。

所述述润滑剂为PETS、脂肪酸酰胺、硬脂酸锌、硬脂酸钙和硅铜粉中的任一种或几种的组合。

本发明的目的在于提出一种星型支化聚酰胺基导热复合材料的制备方法，包括以下步骤： 

S1将导热填料、偶联剂按配方量加入到高速混合机混合，混合均匀后，将星型支化聚酰胺树脂组合物、润滑剂和抗氧剂按配方量加入到高速混合机中混合；

S2步骤S1得到的物料通入到螺杆挤出机中进行熔融挤出，然后经牵引、冷却、切粒工艺后，得到星型支化聚酰胺基导热复合材料；

其中，螺杆挤挤出机的料筒后部的温度为230~250℃、料筒中部的温度为250~270℃、料筒前部的温度为270~80℃，螺杆转速为180~350r/min。