[发明专利]一种导热阻燃PC复合材料及其制备方法

说明书

本发明涉及聚合物改性和加工技术领域，特别是一种导热阻燃PC复合材料及其制备方法，由下列重量百分比的原料组成：9‑48%PC颗粒树脂、8‑10%共聚PC颗粒树脂、3‑5%相容剂、15‑30%复合导热母粒、10‑20%玻璃纤维、10‑15%复合阻燃剂、5‑8%增韧剂、0.2‑0.8%抗氧剂、0.6‑1.2%润滑剂、0.2‑1.0%其它添加剂。本发明制备的复合材料填料分散更加均匀，更容易形成导热网络结构，制备的复合材料导热系数更高，具有良好的力学性能同时兼顾优秀的阻燃和导热能力。

技术领域

本发明涉及聚合物改性和加工技术领域，特别是一种导热阻燃PC复合材料及其制备方法。

背景技术

随着人们对智能手机的依赖性增加，无线充电方式摆脱了传统充电的束缚，同时由于快充技术的突破伴随着零件功耗增加，对相应的材料的散热能力和充电安全也提出更高要求。但现有用于无线充电器外壳基本都是普通阻燃PC工程塑料，没有很好的散热效果。现有一些手机厂商是在塑料外壳中心固定有散热片，同时还粘贴几块导热垫，帮助发热器件散热。

例如，专利号为CN109004770的中国发明专利一种高效散热的无线充电器，在充电器外壳表面覆有散热涂层，散热涂层能将充电器内部热量传递到外部环境中，解决散热问题；又如专利号为CN109880536的中国发明专利一种应用于无线充电的复合散热材料及其制备方法，提到片状结构的复合散热材料，其包括熔融混合在一起的相变材料和导热凝胶，这种复合散热材料利用相变材料在相变过程中从环境中放热或者吸热从而释放或者储存热量，以及石墨和导热凝胶的导热能力将无线充电在使用过程中产生的热量导出；上述方法都没有真正涉及到无线充外壳材料的内部热量传输能力。

石墨烯作为一种先进碳材料，具有优异的力学特性、电子效应和热性能。石墨烯强度高，韧性好，理论杨氏模量达1.0TPa，固有拉伸强度为130GPa；石墨烯在室温下载流子迁移率约为15000cm²/V·s，是硅材料的10倍；石墨烯导热系数高达5300W/m·k，是银、铜10倍和铝的20倍以上。石墨烯优异的特性，使其成为导热复合材料理想填料的重要选择。本发明使用石墨烯与传统石墨复配的协同效应，提升材料导热效果。

木质素作为一种广泛存在、可再生的重要资源，在制备可降解、可再生的高分子复合材料方面有重要发展前景，木质素的阻燃性和抗老化性能已经被很多文献报道，但单纯使用木质素时阻燃效果有限，很难达到UL-94V0级的要求。本发明使用改性后的木质素和添加量较低含量的磺酸盐类阻燃剂复配来解决。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是提供一种优异的力学性能的导热阻燃PC复合材料及其制备方法来解决上述问题。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种导热阻燃PC复合材料，由下列重量百分比的原料组成：

作为本发明进一步的方案，所述PC颗粒树脂为双酚A型聚碳酸酯，熔体流动速率为10-25g/10min；所述共聚PC颗粒树脂为含有硅氧烷结构的聚碳酸酯，熔体流动速率为10-25g/10min；所述相容剂为ABS-g-MAH或PS-g-MAH中的一种或两种混合物。

作为本发明进一步的方案，所述复合导热母粒为导热碳材料与PC粉料熔融共混制备而成，其中导热碳材料的含量为70wt％。

作为本发明进一步的方案，所述导热碳材料为表面处理的鳞片石墨和石墨烯材料的混合物，其中表面处理剂为钛酸酯偶联剂，鳞片石墨颗粒尺寸为80-100微米，石墨烯材料的颗粒尺寸为5-20微米，石墨与石墨烯的质量比为4:1。

作为本发明进一步的方案，玻璃纤维是无碱连续玻纤或短切玻纤；复合阻燃剂是改性木质素和磺酸盐类阻燃剂的混合物。

作为本发明进一步的方案，所述改性木质素为木浆木质素，所述木浆木质素按照以下步骤进行改性处理：