[发明专利]具有导热和导电功能的高模量PBT组合物及其制备方法

说明书

本发明公开了一种具有导热和导电功能的高模量PBT组合物以及制备方法，包括聚对苯二甲酸丁二醇酯、导热性导电填料、增强剂和增韧剂，其特征在于，所述的导热性导电填料包含石墨、石墨烯微片、金属纤维、金属粉末，导热性导电填料的添加量低于组合物总重量的30％。本发明的导热性导电填料由石墨，石墨烯微片，金属纤维，金属粉末等混合而成，利用具有不同形貌的填料间的复配和协效，使得在较低的填料用量条件下即可形成有效的导电和导热网络，可满足对材料导电和导热的技术要求，同时材料具有良好的机械性能和高耐热性，成型加工性能优良。所述组合物可用于与导热导电及电磁屏蔽相关的各种应用。

技术领域

本发明属于功能高分子材料领域，具体涉及一种具有导热和导电功能的高模量PBT组合物及其制备方法。

背景技术

聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)具有优良的耐热性、耐摩擦磨损性、耐化学药品性以及尺寸稳定性好、成型加工性好等特点，被广泛应用于电子电气、汽车工业以及家用电器等领域。

随着现代信息技术的高速发展，电路密度和负载量迅速增加，电子元件中的塑料制品在运行中产生的热量必须及时扩散到环境中，否则会因局部温度过高而导致电子元件损坏，甚至引发火灾。因此，需要提高塑料的热传导性，通常热传导率要达到3W/m·k或者更大，才能满足使用要求。目前市场开发的导热PBT主要是采用高导热的金属氧化物如氧化铝、氮化硼、碳化硅、氮化铝、氧化镁进行共混改性，但金属氧化物的导热系数较低，需要在添加量非常大的情况下(一般在80wt％左右)才能形成导热网络，从而显著提高聚合物材料的导热性。这一方法的缺点是，大量金属氧化物的加入使得PBT的力学性能和成型加工性降低严重，限制了其应用。

另一方面，现代信息产业的高速发展促进了通信设备的大量开发和应用，其复杂程度也越来越高，设备间潜在的干扰源无处不在，电磁干扰、电磁辐射对电子设备的危害日益严重，由此带来的信息安全问题引起了世界各国的高度关注。与此同时，随着电力电子技术的发展及广泛应用，电子电气设备日趋数字化、高度集成化以满足其高速化、轻量化和小型化的要求，相应地其运行时对外界电磁环境的敏感性显著增加。因此，人们越来越重视电子产品的电磁兼容要求，由此产生的电磁屏蔽技术也得到了越来越广泛的应用。

常见的具有导电和电磁屏蔽功能的高分子材料多为填充复合型，其中常用的合成树脂有聚苯醚、聚苯硫醚、聚碳酸酯、ABS、尼龙和热塑性聚酯等等，而导电填料一般选用大尺寸的纤维状与片状材料。就目前的技术而言，要使材料具有良好的屏蔽效果，需加入的导电填料的填充量较高，相应地也会导致屏蔽材料的力学性能与成型加工性能显著下降。

综上所述，对于同时具备导热和导电功能的实用要求，在改性工程塑料领域最大的技术挑战是如何在实现材料功能化的同时，保持基体材料的良好使用性能，如成型加工性、抗冲强度、耐热性等，以满足导热材料、导电或电磁屏蔽材料产品在智能消费电子、通信设备、汽车电子、新能源、高端装备制造、医疗设备等领域的广泛应用需求。众所周知，传统使用的导热和导电填料需要大量的添加才能在聚合物基体中形成有效的导热和导电网络，导致对共混加工过程的稳定性控制要求非常高，同时制品综合性能较差。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种导热性导电填料添加量少，导热和导电性能均较好，且同时保证了材料的机械强度等综合性能的高模量PBT组合物。

本发明同时公开了一种具有导热和导电功能的高模量PBT组合物的制备方法。

为实现上述发明目的，本发明提供的技术方案如下：

一种具有导热和导电功能的高模量PBT组合物，包括聚对苯二甲酸丁二醇酯、导热性导电填料、增强剂和增韧剂，所述的导热性导电填料包含石墨、石墨烯微片、金属纤维、金属粉末，导热性导电填料的添加量低于组合物总重量的30％。