CN103351584A - 具有屏蔽作用的导热pbt复合材料及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有屏蔽作用的导热PBT复合材料及制备方法,由下述重量份数的原料制成:聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、铝粉、增韧剂、偶联剂、抗氧剂、热稳定剂、润滑剂,本发明制备的屏蔽电磁波导热PBT复合材料具有优秀的机械性能,良好的导热和金属光泽表面视觉效果,还具有屏蔽电磁波的功能,而且成本低、易于回收利用,在电子产品中具有很好的实际应用。
Description
技术领域
本发明属于高分子材料技术领域,涉及一种具有屏蔽作用的导热PBT复合材料及制备方法,该材料可广泛应用于电话、笔记本电脑等电子产品领域。
背景技术
聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)树脂是一种性能优良的热塑性工程塑料,具有突出的电绝缘能力,吸水性小,结晶快,流动性好和尺寸稳定性好,耐热、成型性好,广泛应用于汽车、电子电器、仪器仪表、照明工程等领域。
屏蔽是利用屏蔽体(具有特定性能的材料)阻止或衰减电磁干扰能量的传输通道,从而抑制电磁干扰。屏蔽有两个目的:限制内部辐射的电磁能量泄漏;防止外来的辐射干扰进入。因屏蔽体对来自外部的电磁干扰波及内部电磁波均起着吸收能量(涡流损耗)、反射能量(电磁波在屏蔽体上的界面反射)和抵消能量(电磁感应在屏蔽层上产生反向电场,可以抵消部分干扰电磁波)的作用,因此它具有减弱干扰的功能。
常用的屏蔽材料,如铝、铜、锌、铁、钢、镍以及他们的合金等,具有价格昂贵、加工成型难度高,笨重,加工工艺单一等缺点。如果能制备出具有屏蔽作用的导热PBT复合材料,则能克服传统屏蔽材料的缺点。
发明内容
本发明的目的在于提供一种价格便宜、加工容易、工艺简单的具有屏蔽作用的导热PBT复合材料。
本发明的另-目的在于提供一种具有屏蔽作用的导热PBT复合材料的制备方法
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:具有屏蔽作用的导热PBT复合材料及制备方法,导热PBT复合材料由下述重量份数的原料制成:
聚对苯二甲酸丁二醇酯 50~80%
增韧剂 8~25%
偶联剂 0.2~ 1 %
铝粉 10~ 40%
抗氧剂 0.1 ~0.4%
润滑剂 0.2 ~0.8% 。
所述聚对苯二甲酸丁二醇酯为中粘的线性聚对苯二甲酸丁二醇酯,熔融指数在10~15g /10min或24~32。
所述铝粉为目数为3000~5000目, 银灰色粉末。
所述的增韧剂为在POE弹性体上接枝丙烯酸酯(AA)和缩水甘油脂(GMA)双官能团制得。
所述偶联剂为一种氨丙基三乙氧基硅烷。
所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂和有机亚磷酸脂类抗氧剂的复配物。
所述润滑剂为季戊四醇硬酯酸脂或N,N'-乙撑双硬脂酰胺。
一种具有屏蔽作用的导热PBT复合材料的制备方法,包括以下步骤:
(1)按照重量份数称取聚对苯二甲酸丁二醇酯、增韧剂、偶联剂、铝粉、抗氧剂、润滑剂;
(2)将称取聚对苯二甲酸丁二醇酯、增韧剂、偶联剂、铝粉、抗氧剂、中高速混合;
(3)将步骤(2)混好的原料,经双螺杆挤出机熔融挤出,造粒.
将聚对苯二甲酸丁二醇酯、增韧剂、偶联剂中高速混合为中速混合器中低速混合240S,再高速混合320S,确保物料混合均匀;双螺杆挤出机和的工艺要求:一区温度140-160 ℃ ,二区温度240-260℃,三区温度 240-260℃,四区温度 240-260℃,五区温度 240-260℃,六区温度 240-260℃,七区温度 240-260℃,八区温度 240-260℃,模头温度为 260-280℃ ,混合料在螺杆中输送时间为1~2分钟。
双螺杆挤出机的加工工艺如下:双螺杆挤出机一区温度140-160 ℃ ,二区温度240-260℃,三区温度 240-260℃,四区温度 240-260℃,五区温度 240-260℃,六区温度 240-260℃,七区温度 240-260℃,八区温度 240-260℃,模头温度为 260-280℃ ,混合料在螺杆中输送时间为1~2分钟。
本发明采用聚酯为聚对苯二甲酸丁二醇酯,加上增韧剂、偶联剂、优质铝粉、抗氧剂、润滑剂对普通聚脂材料进行改性处理;本产品力学性能优良,具有优秀的抗电磁屏蔽性,良好的机械加工性能、导热性和成本较低,回收利用方便,完全可以替代传统的屏蔽材料。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作详细的说明:聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)为国产树脂,新疆蓝山屯河化工有限公司生产的,牌号为TH6100;或南通星辰合成材料有限公司生产的,牌号为1100。铝粉为鞍钢实业微细铝粉有限公司生产的优质超细铝粉,目数为3000目。增韧剂为宁波能之光生产的在POE弹性体上接枝丙烯酸酯(AA)和缩水甘油脂(GMA)双官能团,商品牌号为E516。润滑剂为季戊四醇硬脂酸酯(商品名为PETS)。偶联剂为国产的氨丙基三乙氧基硅烷。抗氧剂为受阻胺抗氧剂(1076)和有机亚磷酸类抗氧剂(A0-168)的复配物。
实施例1:将PBT树脂(TH6100)重量百分比为61份,增韧剂(E516)8份,偶联剂0.4份,铝粉30份,抗氧剂(50%1076+50%AO-168)0.3份,润滑剂(PETS)0.3份,在搅拌机中低速混合4min再高速混合成5min,经过熔融温度为150--270℃双螺杆挤出机挤出,造粒。其中双螺杆挤出机各区段温度为:一区150℃,二区150℃,三区255℃,四区255℃,五区255℃,六区255℃,七区255℃,八区255℃,模头270℃,停留时间为120秒钟。
实施例2:将PBT树脂(TH6100)重量百分比为51份,增韧剂(E516)8份,偶联剂0.4份,铝粉40份,抗氧剂(50%1076+50%AO-168)0.3份,润滑剂(PETS)0.3份,在搅拌机中低速混合4min再高速混合成5min,经过熔融温度为150--270℃双螺杆挤出机挤出,造粒。制备方法同实施例1,在此不再赘述。
实施例3:将PBT树脂(TH6100)重量百分比为71份,增韧剂(E516)8份,偶联剂0.4份,铝粉20份,抗氧剂(50%1076+50%AO-168)0.3份,润滑剂(PETS)0.3份,在搅拌机中低速混合4min再高速混合成5min,经过熔融温度为150--270℃双螺杆挤出机挤出,造粒。制备方法同实施例1,在此不再赘述。
实施例4:将PBT树脂(TH6100)重量百分比为74份,增韧剂(E516)5份,偶联剂0.4份,铝粉20份,抗氧剂(50%1076+50%AO-168)0.3份,润滑剂(PETS)0.3份,在搅拌机中低速混合4min再高速混合成5min,经过熔融温度为150--270℃双螺杆挤出机挤出,造粒。制备方法同实施例1,在此不再赘述。
实施例5:将PBT树脂(1100)重量百分比为54份,增韧剂(E516)5份,偶联剂0.4份,铝粉40份,抗氧剂(50%1076+50%AO-168)0.3份,润滑剂(PETS)0.3份,在搅拌机中低速混合4min再高速混合成5min,经过熔融温度为150--270℃双螺杆挤出机挤出,造粒。制备方法同实施例1,在此不再赘述。
实施例6:将PBT树脂(1100)重量百分比为74份,增韧剂(E516)15份,偶联剂0.4份,铝粉10份,抗氧剂(50%1076+50%AO-168)0.3份,润滑剂(PETS)0.3份,在搅拌机中低速混合4min再高速混合成5min,经过熔融温度为150--270℃双螺杆挤出机挤出,造粒。制备方法同实施例1,在此不再赘述。
实施例7:将PBT树脂(1100)重量百分比为64份,增韧剂(E516)15份,偶联剂0.4份,铝粉20份,抗氧剂(50%1076+50%AO-168)0.3份,润滑剂(PETS)0.3份,在搅拌机中低速混合4min再高速混合成5min,经过熔融温度为150--270℃双螺杆挤出机挤出,造粒。制备方法同实施例1,在此不再赘述。
实施例8:将PBT树脂(1100)重量百分比为54份,增韧剂(E516)15份,偶联剂0.4份,铝粉30份,抗氧剂(50%1076+50%AO-168)0.3份,润滑剂(PETS)0.3份,在搅拌机中低速混合4min再高速混合成5min,经过熔融温度为150--270℃双螺杆挤出机挤出,造粒。制备方法同实施例1,在此不再赘述。
性能评价方式及实行标准
将上述实施例1~8中完成造粒的粒子在110--130℃的鼓风烘箱中干燥4~6小时,再将干燥的粒子在100T注塑机上注塑制样,制样过程中保持模温在80~100℃之间。
熔融指数按ISO1133进行测验,250℃/2.16KG。拉伸强度按GB/T 1040标准进行检验。试样类型为I型,样条尺寸(mm):170(长)×(20±0.2)(端部宽度)×(4±0.2)(厚度),拉伸速度为50 mm/min;弯曲强度和弯曲模量按GB 9341/T标准进行检验。试样类型为试样尺寸(mm):(80±2)×(10±0.2)×(4±0.2),弯曲速度为20 mm/min;缺口冲击强度按GB/T 1043标准进行检验。试样类型为I型,试样尺寸(mm):(80±2)×(10±0.2)×(4±0.2);缺口类型为A类,缺口剩余厚度为3.2 mm;热变形温度按GB/T 1634.2标准进行检验,负载为1.80MPa.跨距为100mm。
实施例1-8原料重量份数及制成的复合材料性能表
组(份) | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 | 实施例6 | 实施例7 | 实施例8 |
PBT | 61 | 51 | 71 | 74 | 54 | 74 | 64 | 54 |
增韧剂 | 8 | 8 | 8 | 5 | 5 | 15 | 15 | 15 |
偶联剂 | 0.4 | 0.4 | 0.4 | 0.4 | 0.4 | 0.4 | 0.4 | 0.4 |
铝粉 | 30 | 40 | 20 | 20 | 40 | 10 | 20 | 30 |
抗氧剂 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 |
润滑剂 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 |
导热系数(W/mK) | 1.21 | 1.78 | 1.05 | 0.98 | 1.66 | 0.55 | 0.86 | 1.14 |
热变形温度(0.46MPa) | 175 | 190 | 170 | 170 | 189 | 164 | 169 | 172 |
缺口冲击强度(KJ/M2) | 6.69 | 6.96 | 6.06 | 5.94 | 6.7 | 9.1 | 8.1 | 7.4 |
断裂伸长率 | 1.6 | 1.4 | 1.7 | 1.4 | 1.3 | 2.0 | 1.8 | 1.7 |
拉伸强度(MPa) | 65 | 73 | 61 | 57 | 63 | 55 | 61 | 67 |
弯曲模量(MPa) | 2956 | 3020 | 2750 | 2609 | 3419 | 2361 | 2503 | 2767 |
屏蔽效果(>30dB) | OK | OK | NO | NO | OK | NO | NO | OK |
在本专利中使用增韧剂用量达到原料总重量的8%时,铝粉含量达到原料总重量的30%时,导热系数达到1.21W/mK,屏蔽级别达到标准,综合性能最好,性价比最高,表面视觉效果也最佳。由此可见,本发明的PBT复合材料可以模塑成形,较传统的屏蔽材料更方便更实惠。
以上对本发明所提供的具有屏蔽作用的导热PBT复合材料及制备方法进行了详细介绍,本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本发明的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,综上所述,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (9)
1.一种具有屏蔽作用的导热PBT复合材料,其特征在于:该导热PBT复合材料由下述重量份数的原料构成:
聚对苯二甲酸丁二醇酯 50~80%
增韧剂 8~25%
偶联剂 1~ 3 %
铝粉 10~ 40%
抗氧剂 0.1 ~0.2%
润滑剂 0.2 ~0.8% 。
2.根据权利要求1所述的具有屏蔽作用的导热PBT复合材料,其特征在于:所述聚对苯二甲酸丁二醇酯为中粘的线性聚对苯二甲酸丁二醇酯,熔融指数在10~15g /10min或24~32。
3.根据权利要求1所述的具有屏蔽作用的导热PBT复合材料,其特征在于:所述铝粉目数为3000~5000。
4.根据权利要求1所述的具有屏蔽作用的导热PBT复合材料,其特征在于:所述的增韧剂为在POE弹性体上接枝丙烯酸酯(AA)和缩水甘油脂(GMA)双官能团制得。
5.根据权利要求1所述的具有屏蔽作用的导热PBT复合材料,其特征在于:所述的偶联剂为氨丙基三乙氧基硅烷。
6.根据权利要求1所述的具有屏蔽作用的导热PBT复合材料,其特征在于:所述的抗氧化剂为受阻胺类抗氧剂和有机亚磷酸盐的复配物。
7.根据权利要求1所述的具有屏蔽作用的导热PBT复合材料,其特征在于:所述的润滑剂为季戊四醇硬脂酸酯或N,N'-乙撑双硬脂酰胺。
8.一种具有屏蔽作用的导热PBT复合材料的制备方法,其特征在于: 导热PBT复合材料的制备方法:
(1)称取聚对苯二甲酸丁二醇酯、铝粉、增韧剂、偶联剂、抗氧剂、润滑剂;
(2)将聚对苯二甲酸丁二醇酯、增韧剂、偶联剂中高速混合;
(3)将步骤(2)中混好的原料与铝粉、抗氧剂、润滑剂高速混合,经双螺杆挤出机熔融挤出,造粒。
9.根据权利要求9所述的一种具有屏蔽作用的导热PBT复合材料及制备方法,其特征在于: 将聚对苯二甲酸丁二醇酯、增韧剂、偶联剂中高速混合为中速混合器中低速混合240S,再高速混合320S,确保物料混合均匀;双螺杆挤出机和的工艺要求:一区温度140-160 ℃ ,二区温度240-260℃,三区温度 240-260℃,四区温度 240-260℃,五区温度 240-260℃,六区温度 240-260℃,七区温度 240-260℃,八区温度 240-260℃,模头温度为 260-280℃ ,混合料在螺杆中输送时间为1~2分钟。
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