CN103333470A - 一种导热涤纶树脂材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种导热涤纶树脂(简称PET)材料及其制备方法，该导热PET材料，包含质量比分别为：1∶6-9.5∶0.003∶0.003∶0.003-0.02∶0.005-0.025∶0.01-0.05∶1.5的PET树脂、导热母粒、抗氧剂、润滑剂、成核剂、结晶完善剂、相容增韧剂、增强纤维。其制备方法在于将导热母粒与PET基体树脂，抗氧剂，润滑剂，成核剂，结晶完善剂，相容增韧剂，混合均匀后经过双螺杆挤出，风冷热切制备出导热率高、成型周期短的PET材料。此导热材料不仅具有良好的导热性能，同时又具备优良的机械性能，兼顾了导热性、力学性能及后期成型性能。
Description
技术领域
本发明属于功能化高分子材料领域，具体涉及一种导热涤纶树脂(以下简称PET)材料及其制备方法。
背景技术
在电子技术领域，由于电子线路的集成程度越来越高，热量的聚集越来越多。热量的聚集导致电子器件温度升高，工作稳定性降低。温度与电气器件使用寿命存在有以下关系：温度每升高10度，电子器件的寿命降低二分之一。导热材料一般是导热性能较好的金属材料，但是金属材料的比重较大，成型比较困难，而塑料可以通过注塑的方式成型，但是传统的塑料不具备导热的特性。开发具有导热性能的导热塑料不但可以取代传统的铝做成散热器，而且由于导热塑料的密度要比铝轻，差不多为铝的一半，所以塑料散热器的质量只有铝散热器的二分之一，从而起到减重的效果。另外，塑料散热器可用注射成型加工，其成型周期可以缩短20％～50％。
PET具有价格便宜、耐蠕变、抗疲劳、磨耗小而硬度高，具有热塑性塑料中最大的韧性；电绝缘性能好等优点，但是PET树脂结晶速度慢，成型周期长，成型收缩率大等限制了使用。
发明内容
为了解决导热填料在PET中的分散，平衡韧性与高填充导致性能变差，以及缩短PET成型周期的问题。本发明提供一种高导热性，可以运用注塑成型方式后期使用的PET材料。
一种导热PET材料，包含质量比分别为：1∶6-9.5∶0.003∶0.003∶0.003-0.02∶0.005-0.025∶0.01-0.05∶1.5的PET树脂、导热母粒、抗氧剂、润滑剂、成核剂、结晶完善剂、相容增韧剂、增强纤维。
其中导热母粒由质量比分别为：80-100∶1400-1450∶10-20的环氧树脂、导热填料、固化剂制备而成。所述的环氧树脂25℃时的粘度为100-300mpa.s，导热填料为：氮化铝、氧化铝、氮化硼、碳化硅中的一种或者多种，分别制备出导热母粒A(氧化铝)、B(氮化铝)、C(氮化铝50％+氧化铝50％)、D(氮化铝40％+30％氧化铝+碳化硅30％)；固化剂为：低分子聚醚胺固化剂。
抗氧剂为1076、1010、168的一种或几种；
润滑剂为：硬脂酸类、聚酰胺蜡类、聚乙烯蜡类中的一种或几种；
成核剂为：Surlyn8920、NAV101、P250中的一种或几种；
结晶完善剂为：H302；
相容增韧剂为：POE-MAH、EPDM-MAH、AX8900等的一种或者几种；
增强纤维为：玻璃纤维、金属铝纤维、碳纤维。
本发明还提供一种导热性高成型周期短的PET材料的制备方法，其步骤如下：
1、将导热填料在100度时烘4小时；
2、将导热填料加入捏合机中，加入环氧树脂，常温下密闭搅拌1-3小时，加入固化剂，升温固化后，取料在破碎机上破碎为小块状；
3、将PET粒料加入混料器，然后加入助剂、导热母粒搅拌2min出料，后将混合均匀的物料后加入双螺杆挤出机主加料斗中，在侧喂料口加入增强纤维，挤出的物料经热切风冷制备出一种导热PET。
本发明的有益效果为：
1、导热填料进行表面包覆制备出高导热填料含量的导热母粒，使导热填料的添加分量大为增加，可以实现高导热的效果。
2、采用增强纤维增强，材料的力学性能相对较高。
3、采用结晶完善剂、成核剂使PET的结晶速度加快，后期使用时成型周期大为缩短，，同时热变形温度较高。
4、相容增韧剂的添加使材料的韧性相对较高，实现了高填充量与良好韧性的平衡。
5、导热填料与增强纤维配合可以形成更高导热性能的导热通路。
具体实施例
实施例1
一种导热性高成型周期短的PET材料配方及其制备方法，原料配方：
PET：100份
导热母粒A：600份
抗氧剂1076：0.3份，168：0.3份
润滑剂硬脂酸：0.3份
成核剂Surlyn8920：2份
结晶完善剂H302：1份
相容增韧剂AX8900：2份
玻璃纤维：150份
其制备方法：先将PET粒料加入混料器，然后加入助剂、导热母粒搅拌2min，出料后加入双螺杆挤出机主加料斗中，挤出温度为：260度，在侧喂料口加入玻纤纤维，挤出的料在模头处，热切风冷制备出一种导热PET。
经测试该材料的导热系数为2.1W/m.k，冲击强度为：4.1KJ/m2，成型周期为：27s，热变形温度为：242℃。
实施例2
一种导热性高成型周期短的PET材料配方及其制备方法，原料配方：
PET：100份
导热母粒B：750份
抗氧剂1076：0.3份，168：0.3份
润滑剂聚乙烯蜡：0.3份
成核剂Surlyn8920：1.5份
结晶完善剂H302：1份
相容增韧剂EPDM-MAH：3份
金属铝纤维：150份
其制备方法：先将PET粒料加入混料器，然后加入助剂、导热母粒搅拌2min，出料后加入双螺杆挤出机主加料斗中，挤出温度为：260度，在侧喂料口加入金属铝纤维，挤出的料在模头处，热切风冷制备出一种导热PET。
经测试该材料的导热系数为2.8W/m.k，冲击强度为：3.9KJ/m2，成型周期为：28s，热变形温度为：245℃。
实施例3
一种导热性高成型周期短的PET材料配方及其制备方法，原料配方：
PET：100份
导热母粒C：850份
抗氧剂1010：0.3份，168：0.3份
润滑剂聚酰胺蜡：0.3份
成核剂NAV101：0.5份
结晶完善剂H302：1份
相容增韧剂POE-MAH：5份
碳纤维：150份
其制备方法：先将PET粒料加入混料器，然后加入助剂、导热母粒搅拌2min，出料后加入双螺杆挤出机主加料斗中，挤出温度为：260度，在侧喂料口加入增强纤维，挤出的料在模头处，热切风冷制备出一种导热PET。
经测试该材料的导热系数为3.5W/m.k，冲击强度为：4.2KJ/m2，成型周期为：32s，热变形温度为：243℃。
实施例4
一种导热性高成型周期短的PET材料配方及其制备方法，原料配方：
PET：100份
导热母粒D：950份
抗氧剂1010：0.3份，168：0.3份
润滑剂聚乙烯蜡：0.3份
成核剂P250：0.5份
结晶完善剂H302：1份
相容增韧剂AX8900：5份
碳纤维：150份
其制备方法：先将PET粒料加入混料器，然后加入助剂、导热母粒搅拌2min，出料后加入双螺杆挤出机主加料斗中，挤出温度为：260度，在侧喂料口加入增强纤维，挤出的料在模头处，热切风冷制备出一种导热PET。
经测试该材料的导热系数为4.3W/m.k，冲击强度为：5.5KJ/m2，成型租期为：32s，热变形温度为：246℃。
上述实例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人是能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种导热涤纶树脂材料及其制备方法，其特征在于包含质量比分别为：1∶6-9.5∶0.003∶0.003∶0.003-0.02∶0.005-0.025∶0.01-0.05∶1.5的涤纶树脂、导热母粒、抗氧剂、润滑剂、成核剂、结晶完善剂、相容增韧剂、增强纤维。
2.根据权利要求1所述导热涤纶树脂材料，其特征在于所述的导热母粒由质量比分别为：80-100∶1400-1450∶10-20的环氧树脂、导热填料、固化剂制备而成。
3.根据权利要求2所述导热涤纶树脂材料，其特征在于所述的环氧树脂25℃时的粘度为100-300mpa.s，导热填料为氮化铝、氧化铝、氮化硼、碳化硅中的一种或者多种，固化剂为低分子聚醚胺固化剂。
4.根据权利要求2所述导热涤纶树脂材料，其特征在于所述的导热母粒所用的导热填料为氧化铝、氮化铝、氮化铝50％+氧化铝50％、氮化铝40％+30％氧化铝+碳化硅30％中的一种。
5.根据权利要求1所述导热涤纶树脂材料，其特征在于所述的抗氧剂为1076、1010、168的一种或几种。
6.根据权利要求1所述导热涤纶树脂材料，其特征在于所述的润滑剂为硬脂酸类、聚酰胺蜡类、聚乙烯蜡类中的一种或几种。
7.根据权利要求1所述导热涤纶树脂材料，其特征在于所述的成核剂为：Surlyn8920、NAV101、P250中的一种或几种。
8.根据权利要求1所述导热涤纶树脂材料，其特征在于所述的结晶完善剂为：H302。
9.根据权利要求1所述导热涤纶树脂材料，其特征在于所述的相容增韧剂为：POE-MAH、EPDM-MAH、AX8900等的一种或者几种，所述的增强纤维为玻璃纤维、金属铝纤维、碳纤维中的一种。
10.根据权利要求1所述导热涤纶树脂材料，其特征在于包含以下步骤：(1)将导热填料在100度时烘4小时；(2)将导热填料加入捏合机中，加入环氧树脂，常温下密闭搅拌1-3小时，加入固化剂，升温固化后，取料在破碎机上破碎为小块状；(3)将涤纶树脂粒料加入混料器，然后加入助剂、导热母粒搅拌2min出料，后将混合均匀的物料后加入双螺杆挤出机主加料斗中，在侧喂料口加入增强纤维，挤出的物料经热切风冷制备出一种导热涤纶树脂。
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