[发明专利]一种导热碳纤增强的PET/聚酯合金及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种导热碳纤增强的PET/聚酯合金及其制备方法，属于高分子材料领域。

背景技术

当下，随着科技的不断发展，很多领域都需要使用散热材料。然而，由于重量及加工性能的限制，拥有优良导热性能的金属及陶瓷等材料已难以满足现代产业的需求。因此，质量相对较轻且相对易加工的塑料制品成为了理想的替代品。但是，未经改性的普通塑料其热导率很低，一般只有0.2-0.5W/(m.K)，在这种情况下，研发高性能的导热塑料成为了新的趋势。

聚对苯二甲酸乙甲醇酯（以下简称PET）具有优良的力学性能、耐热性能、电性能以及化学稳定性，并且是一种廉价的热塑性工程塑料。但是由于易翘曲及较长的成型周期，很大程度上限制了其应用范围。近些年来国内外研究者对PET共混改性做了大量研究，并已经有很多合金化产品在市场销售，但此类合金依然受到树脂间相容性的影响，机械性能较差，而PET/聚酯类合金则不存在此类问题，且成本较低。因此PET/聚酯类合金成为新的开发热点。

然而，PET、PTT（聚对苯二甲酸丙二醇酯）、PBT（聚对苯二甲酸丁二醇酯）和PEN（聚2,6-萘二甲酸乙二醇酯）等聚酯之间的相容性虽然很好，但彼此的结晶性能差异较大。为了缩短这种差距，优化合金性能，就需要使用成核剂。目前市场上的成核剂可以分为无机、有机和高分子三类，其中效果较好的当属美国杜邦公司开发的离聚物Surlyn树脂。

碳纤维不仅具有碳材料的固有本征特性，又兼具纺织纤维的柔软可加工性。它比重不到钢的1/4，但强度却非常高，是新一代增强纤维。与传统的玻璃纤维(GF)相比，碳纤维的杨氏模量是其3倍多，而且在有机溶剂、酸、碱中不溶不胀，耐蚀性十分出色。碳纤维按力学性能分为通用型和高性能型。通用型碳纤维强度为1000兆帕（MPa）、模量为100GPa左右。高性能型碳纤维又分为高强型（强度2000MPa、模量250GPa）和高模型（模量300GPa以上），强度大于4000MPa的又称为超高强型：模量大于450GPa的称为超高模型。此外，碳纤维自身还具有导热特性，且能在树脂集体间贯穿形成导热网链，从而大大提高材料的导热能力。

中国专利文献CN103436000A公开了一种导热增强PPO/PA合金及其制备方法，所述的复合材料按重量百分比计依次为：：聚苯醚60~90份、尼龙50~80份、碳化硅晶须2~4份、碳纤维6~8份、硅微粉12~16份、纳米氧化铝2~5份、焦磷酸三聚氰胺10~20份、抗氧剂0.5~1份、润滑剂TAF0.5~1份、增韧剂7~11份、马来酸酐接枝乙烯-1-辛烯共聚物1~3份。该发明制备工艺简单，制得的产品机械性能好、稳定性高，且具有良好的阻燃性能和导热性能。

中国专利文献CN102093692A公开了一种PC/ABS导热合金材料及其制备方法和用途，其特点是将PC 40～80重量份，ABS 60～20重量份，增容剂2～8重量份，偶联剂(含量占无机填料含量的0.5～2.5％)处理的导热无机填料18～138重量份，沥青基碳纤维6～38重量份，抗氧剂0.2～1.0重量份，加入高速混合机内混合均匀后用同向双螺杆挤出机造粒，挤出温度为230～245℃。获得PC/ABS导热合金材料；PC/ABS导热合金材料用注塑机注塑成型，注塑温度为235～250℃；该PC/ABS导热合金材料的导热系数较未改性的PC/ABS合金材料提高了1～3倍，可用于制造导热要求较高的手机、笔记本电脑或电子产品外壳。

但是，上述的各种合金材料采用的两相体系相容性并不好，因此需要添加增容剂促使其相容，这不但会增加合金的成本，而且会影响材料的刚性，导致拉伸和弯曲性能的降低。其次，上述的几种合金材料虽然采用了碳纤维进行增强，但并未添加硅烷偶联剂去改善碳纤维在树脂基体间的分散性及界面作用力，因此碳纤维的增强和导热效用并没有充分发挥，产品的外观也不理想。此外，硅烷偶联剂还可以提高材料中无机填料与树脂的亲和力，从而改善合金的性能。本发明正是为了解决这些问题而提出的。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述的导热合金材料成本高、外观差、机械性能不足等技术问题而提供一种导热碳纤增强的PET/聚酯合金。

本发明的另一个目的是提供上述的一种导热碳纤增强的PET/聚酯合金的制备方法。

本发明的技术方案

一种导热碳纤增强的PET/聚酯合金，按重量百分比计算，其原料的组成及含量如下： 

PET                  30-40%

聚酯                  4-10%

成核剂                 2-4%