一種無鹵阻燃導(dǎo)熱絕緣樹脂組合物及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種無鹵阻燃導(dǎo)熱絕緣樹脂組合物及其制備方法。該組合物由聚苯硫醚、功能填料、尼龍樹脂、阻燃劑、增韌劑、成核劑、抗氧劑、潤滑劑、相容劑、偶聯(lián)劑制備而成。該組合物實(shí)現(xiàn)了在增韌聚苯硫醚的同時，還要保留其剛性，并賦予其無鹵阻燃的特性，進(jìn)而達(dá)到導(dǎo)熱絕緣的目的。從而解決了現(xiàn)有聚苯硫醚組合物的增韌、無鹵阻燃及導(dǎo)熱絕緣性能不能滿足要求的難題。本組合物的研制成功，可廣泛應(yīng)用于電子電氣、電子封裝及汽車配件等加工領(lǐng)域，其性能指標(biāo)滿足市場對原材料的高品質(zhì)需求。
【專利說明】一種無南阻燃導(dǎo)熱絕緣樹脂組合物及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及工程改性塑料，尤其涉及一種無鹵阻燃導(dǎo)熱絕緣樹脂組合物及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]大量用在電氣/電子/或汽車電子部件的輕量化、小型化、環(huán)保化以及安全化成為制造業(yè)開發(fā)產(chǎn)品的目標(biāo)，因此，對原材料的耐腐蝕、耐應(yīng)力開裂、耐高溫、耐潮濕、耐漏電、耐變形等性能提出更高的要求，要求原材料具有良好的介電性、絕緣性和阻燃的能力。
[0003]在LED照明行業(yè)，LED燈的燈罩一直采用鋁合金或者電鍍鋁或者銅材料，該材料具有散熱快和阻燃的優(yōu)勢。但是，在其散熱快的同時，金屬卻又是電的優(yōu)良導(dǎo)體。這種導(dǎo)熱又導(dǎo)電以及不耐腐蝕的金屬特性，當(dāng)遇到水、霧，或者漏電、短路的情況下，便帶來了不安全因素，就金屬本身而言，這種特性無法消除。
[0004]目前，導(dǎo)熱絕緣材料一般采用聚苯硫醚組合物，聚苯硫醚不吸水，可以在潮濕高溫環(huán)境下使用，本身又自阻燃并且絕緣，是最佳的金屬替代品。雖然聚苯硫醚具有絕緣性以及具有耐腐蝕性、質(zhì)量輕和加工方便等優(yōu)點(diǎn)，但是有個不可回避的事實(shí)，即其韌性很差，雖然玻纖和填料增強(qiáng)后會改善很多，但是，為了達(dá)到既絕緣又導(dǎo)熱，還要無鹵阻燃，就必定要添加大量的功能填料，這樣就大大降低了聚苯硫醚組合物的力學(xué)性能，尤其是韌性，并且加工困難。如果為了提高力學(xué)性能和減少加工困難度，就要降低功能填料的添加量，但要以降低導(dǎo)熱率為代價。 為了提高聚苯硫醚的韌性，一般需要添加彈性體，而添加彈性體后，其拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度和熱變形溫度都會有下降，而且其自身的阻燃性也會惡化。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供一種無鹵阻燃導(dǎo)熱絕緣樹脂組合物及其制備方法。本組合物及制備方法力求在增韌聚苯硫醚的同時，還要保留其剛性，并賦予其無鹵阻燃的特性，進(jìn)而達(dá)到導(dǎo)熱絕緣的目的。
[0006]本發(fā)明采取的技術(shù)方案是:一種無鹵阻燃導(dǎo)熱絕緣樹脂組合物，其特征在于，所述的組合物含有以下按重量百分比的組分:
聚苯硫醚 8 -60%
功能填料 30-55%
尼龍樹脂 0.5-5%
阻燃劑 5-15%
增韌劑 2-12%
成核劑 0.1-3%
抗氧劑 0.1-1%
潤滑劑 0.1-5%
相容劑 0.1-3%偶聯(lián)劑 0.1-3%。
[0007]本發(fā)明所述的聚苯硫醚為線型聚苯硫醚、交聯(lián)型聚苯硫醚中的一種或兩種。
[0008]本發(fā)明所述的功能填料為氧化鋁纖維、碳化硅纖維、陶瓷纖維、石膏纖維、陶瓷粉、水滑石、氧化鎂、氧化鋁、氧化鈣、氧化鋅、碳化硅、氮化鋁、氮化硼、硅灰石、云母中的一種。
[0009]本發(fā)明所述的尼龍樹脂為尼龍6，6 (例ERP27)、尼龍6(例M2800)、尼龍HTN(例RTP4400)、尼龍 4，6 (TW341)、尼龍 6T (例 AE4200)、尼龍 9T (例 N1002A)、尼龍 PPA (例RTP4000)、尼龍11 (例BMV)、尼龍12 (例L25 W20 X)中的一種或幾種。
[0010]本發(fā)明所述的阻燃劑為無鹵阻燃劑，無鹵阻燃劑選擇磷系阻燃劑為機(jī)亞磷酸鹽(例0P1230)或氮系阻燃劑為三聚氰胺聚磷酸鹽(例Melapur200)中的一種或兩種。
[0011]本發(fā)明所述的增韌劑為聚烯烴彈性體類(例AX8900:乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸縮水甘油酯)、聚脂彈性體類(例P150B:含有聚對苯二甲酸丁二醇酯硬段和脂肪族聚酯或聚醚軟段的線型嵌段共聚物)、尼龍彈性體類(例ELY2702:嵌段聚醚酰胺彈性體)中的一種。
[0012]本發(fā)明所述的成核劑為蒙脫石土、氧化鋅、硫酸鎂、二氧化硅中的一種。
[0013]本發(fā)明所述的抗氧劑為受阻酚類(1098，1010)及亞磷酸酯類(168)中的一種或兩種。
[0014]本發(fā)明所述的潤滑劑為硅酮粉、聚四氟乙烯粉、甲基硅油中的一種。
[0015]本發(fā)明所述的相容劑是酚氧樹脂。
[0016]本發(fā)明所述的偶聯(lián)劑為硅烷類，選擇氨基丙基三乙氧基硅烷(KH550)、氨基丙基二甲氧基硅烷(KH1101)中的一種或兩種。
[0017]本發(fā)明的無鹵阻燃導(dǎo)熱絕緣樹脂組合物的制備方法包括以下制備步驟:
步驟一:按重量百分比先將聚苯硫醚、相容劑、成核劑在混合機(jī)中攪拌均勻，干然后送
入風(fēng)冷拉條雙螺桿擠出機(jī)中擠出，得到混合物；
步驟二:將經(jīng)步驟一得到的混合物送入混合機(jī)中，再按重量百分比依次加入增韌劑、抗氧劑、潤滑劑、尼龍樹脂，攪拌均勻后，送入風(fēng)冷拉條雙螺桿擠出機(jī)中擠出，得到混合物；步驟三:將偶聯(lián)劑用乙醇按重量比1:5稀釋，在超聲波處理器中震蕩30-80分鐘，溫度控制在30-50°C，將乙醇烘干后，得到混合物；
步驟四:按重量百分比將經(jīng)步驟三得到的混合物與功能填料送入混合機(jī)中，攪拌均勻后，然后按重量百分比加入阻燃劑，再加入經(jīng)步驟二得到的混合物，攪拌均勻后，送入風(fēng)冷拉條雙螺桿擠出機(jī)中，在280-320°C溫度下擠出造粒，干燥后包裝。
[0018]本發(fā)明的特點(diǎn)及有益效果是:本組合物實(shí)現(xiàn)了在增韌聚苯硫醚的同時，還要保留其剛性，并賦予其無鹵阻燃的特性，進(jìn)而達(dá)到導(dǎo)熱絕緣的目的。從而解決了現(xiàn)有聚苯硫醚組合物的增韌、無鹵阻燃及導(dǎo)熱絕緣性能不能滿足要求的難題。本組合物的研制成功，可廣泛應(yīng)用于電子電氣、電子封裝及汽車配件等加工領(lǐng)域，其性能指標(biāo)滿足市場對原材料的高品質(zhì)需求。
【具體實(shí)施方式】
[0019]以下結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明:
本發(fā)明采用的聚苯硫醚分為線性和交聯(lián)型兩種。其中線型聚苯硫醚韌性好于交聯(lián)型，但原子鏈結(jié)構(gòu)決定了其韌性仍然不足。交聯(lián)型聚苯硫醚是將低分子量聚苯硫醚在其熔點(diǎn)下(285°C)經(jīng)過熱氧化交聯(lián)而成，其拉伸和彎曲強(qiáng)度好于線性。
[0020]本發(fā)明采用的偶聯(lián)劑用于功能填料的表面活化處理。采用成核劑主要目的是提高聚苯硫醚樹脂的機(jī)械性能，并且填充了功能填料在聚苯硫醚中分散的間隙，更重要的是將功能填料鏈接成網(wǎng)，達(dá)到更好的導(dǎo)熱絕緣性能。
[0021]本發(fā)明采用的尼龍樹脂主要目的是提高其成型材料的熱焊接能力，并且在加工時可以降低聚苯硫醚組合物的粘度，減少加工難度。雖然尼龍樹脂和聚苯硫醚的溶解度參數(shù)相近，但兩者仍屬于不相容體系，融合會產(chǎn)生分層現(xiàn)象。納米填料和酚氧樹脂的添加可以增加聚苯硫醚組合物各組分之間的相容性和分散性，并且能達(dá)到更好的力學(xué)性能。
[0022]本發(fā)明采用的阻燃劑為無鹵阻燃劑，其主要目的是彌補(bǔ)增韌劑或尼龍樹脂的加入所造成的阻燃性的惡化。
[0023]本發(fā)明采用的相容劑是酚氧樹脂，其主要目的是保證聚苯硫醚組合物與電子封裝所采用的環(huán)氧樹脂可以緊密粘合，并且可以提高增韌劑在聚苯硫醚中的分散，從而確保聚苯硫釀朝性的提聞。
[0024]在本發(fā)明的制備方法中可采用南京柯瑞隆CRDL-65風(fēng)冷拉條雙螺桿擠出機(jī)，長徑比為40。
[0025]實(shí)施例1:組合物含有以下按重量百分比的組分:
40.1% 線型聚苯硫醚(四川得陽化學(xué)有限公司)
15% 交聯(lián)型聚苯硫醚(四川省華拓科技有限公司)
·32.5% 氮化鋁
1% 尼龍 6，6 (ERP27)
4% 磷系阻燃劑有機(jī)亞磷酸鹽(0P1230)
2% 氮系阻燃劑三聚氰胺聚磷酸鹽(Melapur 200)
3% 聚烯烴彈性體類增韌劑(AX8900)
0.5% 氧化鋅
0.2% 受阻酚類抗氧劑(1010)
0.2% 亞磷酸酯類抗氧劑(168)
0.5% 聚四氟乙烯粉
0.5% 酚氧樹脂
0.5% y -氨基丙基三甲氧基硅烷(KH1101)。
[0026]實(shí)施例1的制備步驟如下:
步驟一:按重量百分比先將線型聚苯硫醚、交聯(lián)型聚苯硫醚、酚氧樹脂，氧化鋅在混合機(jī)中攪拌均勻，然后送入風(fēng)冷拉條雙螺桿擠出機(jī)中擠出，得到混合物；
步驟二:將經(jīng)步驟一得到的混合物送入混合機(jī)中，再按重量百分比依次加入聚烯烴彈性體類增韌劑(AX8900)、受阻酚類抗氧劑(1010)、亞磷酸酯類抗氧劑(168)、聚四氟乙烯粉、尼龍6，6 (ERP27)，攪拌均勻后，送入風(fēng)冷拉條雙螺桿擠出機(jī)中擠出，得到混合物；
步驟三:將氨基丙基三甲氧基硅烷(KH1101)用乙醇按重量比1:5稀釋，在超聲波處理器中震蕩50分鐘，溫度控制在40°C，將乙醇烘干后，得到混合物；
步驟四:按重量百分比將經(jīng)步驟三得到的混合物與氮化鋁送入混合機(jī)中，攪拌均勻后，然后按重量百分比加入磷系阻燃劑有機(jī)亞磷酸鹽(0P1230)、氮系阻燃劑三聚氰胺聚磷酸鹽(Melapur 200)，再加入經(jīng)步驟二得到的混合物，攪拌均勻后，送入風(fēng)冷拉條雙螺桿擠出機(jī)中，在310°C溫度下擠出造粒，干燥后包裝。
[0027]實(shí)施例2:組合物含有以下按重量百分比的組分:
33% 線型聚苯硫醚(四川得陽化學(xué)有限公司)
43% 氧化鎂
2.4% 尼龍 11 (BMV)
9% 磷系阻燃劑有機(jī)亞磷酸鹽(0P1230)
7% 尼龍彈性體類增韌劑(ELY2702)
1% 蒙脫石土
0.3%受阻酚類抗氧劑(1098)
0.3%亞磷酸酯類抗氧劑(168)
2% 甲基硅油1% 酚氧樹脂
1% Y -氨基丙基三乙氧基硅烷(KH550)。
·[0028]實(shí)施例2的制備步驟如下:
步驟一:按重量百分比先將線型聚苯硫醚、酚氧樹脂、蒙脫石土在混合機(jī)中攪拌均勻，然后送入風(fēng)冷拉條雙螺桿擠出機(jī)中擠出，得到混合物；
步驟二:將經(jīng)步驟一得到的混合物送入混合機(jī)中，再按重量百分比依次加入尼龍彈性體類增韌劑(ELY2702)、受阻酚類抗氧劑(1098)、亞磷酸酯類抗氧劑(168)、甲基硅油、尼龍11 (BMV)，攪拌均勻后，送入風(fēng)冷拉條雙螺桿擠出機(jī)中擠出，得到混合物；
步驟三:將氨基丙基三乙氧基硅烷(KH550)用乙醇按重量比1:5稀釋，在超聲波處理器中震蕩50分鐘，溫度控制在40°C，將乙醇烘干后，得到混合物；
步驟四:按重量百分比將經(jīng)步驟三得到的混合物與氧化鎂送入混合機(jī)中，攪拌均勻后，然后按重量百分比加入磷系阻燃劑有機(jī)亞磷酸鹽(0P1230)，再加入經(jīng)步驟二得到的混合物，攪拌均勻后，送入風(fēng)冷拉條雙螺桿擠出機(jī)中，在310°C溫度下擠出造粒，干燥后包裝。
[0029]實(shí)施例3:組合物含有以下按重量百分比的組分:
9% 交聯(lián)型聚苯硫醚(四川省華拓科技有限公司)
50% 碳化娃
2.7% 尼龍 PPA (RTP 4000)
2% 尼龍 HTN (RTP 4400)
13% 氮系阻燃劑三聚氰胺聚磷酸鹽(Melapur 200)
11% 聚脂彈性體類增韌劑(P150B)
2.5% 二氧化硅
0.4%受阻酚類抗氧劑(1098)
0.4%亞磷酸酯類抗氧劑(168)
4% 娃酮粉2.5%酚氧樹脂
1.25% 氨基丙基三乙氧基硅烷偶聯(lián)劑(KH550)1.25% y -氨基丙基三甲氧基硅烷偶聯(lián)劑(KH1101)。
[0030]實(shí)施例3的制備步驟如下:
步驟一:按重量百分比先將交聯(lián)型聚苯硫醚、酚氧樹脂，二氧化硅在混合機(jī)中攪拌均勻，然后送入風(fēng)冷拉條雙螺桿擠出機(jī)中擠出，得到混合物；
步驟二:將經(jīng)步驟一得到的混合物送入混合機(jī)中，再按重量百分比依次加入聚脂彈性體類增韌劑(P150B)、受阻酚類抗氧劑(1098)、亞磷酸酯類抗氧劑(168)、硅酮粉、尼龍PPA(RTP 4000)、尼龍HTN (RTP 4400)，攪拌均勻后，送入風(fēng)冷拉條雙螺桿擠出機(jī)中擠出，得到混合物；
步驟二:將Y _氛基丙基二乙氧基硅烷偶聯(lián)劑(KH550)和氛基丙基二甲氧基硅烷(ΚΗ1101)用乙醇按重量比1:5稀釋，在超聲波處理器中震蕩50分鐘，溫度控制在40°C，將乙醇烘干后，得到混合物；
步驟四:按重量百分比將經(jīng)步驟三得到的混合物與碳化硅送入混合機(jī)中，攪拌均勻后，然后按重量百分比加入磷系阻燃劑有機(jī)亞磷酸鹽(0P1230)、氮系阻燃劑三聚氰胺聚磷酸鹽(Melapur 200)，再加入經(jīng)步驟二得到的混合物，攪拌均勻后，送入風(fēng)冷拉條雙螺桿擠出機(jī)中，在310°C溫度下擠出造粒，干燥后包裝。
[0031]以上實(shí)施例經(jīng)檢測的性能指標(biāo)見下表:
【權(quán)利要求】
1.一種無鹵阻燃導(dǎo)熱絕緣樹脂組合物，其特征在于，所述的組合物含有以下按重量百分比的組分:聚苯硫醚 8 -60%功能填料 30-55%尼龍樹脂 0.5-5%阻燃劑 5-15%增韌劑 2-12% 成核劑 0.1-3%抗氧劑 0.1-1%潤滑劑 0.1-5%相容劑 0.1-3%偶聯(lián)劑 0.1_3%。
2.如權(quán)利要求1所述的一種無鹵阻燃導(dǎo)熱絕緣樹脂組合物，其特征在于，所述的聚苯硫醚為線型聚苯硫醚、交聯(lián)型聚苯硫醚中的一種或兩種。
3.如權(quán)利要求1所述的一種無鹵阻燃導(dǎo)熱絕緣樹脂組合物，其特征在于，所述的功能填料為氧化鋁纖維、碳化硅纖維、陶瓷纖維、石膏纖維、陶瓷粉、水滑石、氧化鎂、氧化鋁、氧化鈣、氧化鋅、碳化硅、氮化鋁、氮化硼、硅灰石、云母中的一種。
4.如權(quán)利要求1所述的一種無鹵阻燃導(dǎo)熱絕緣樹脂組合物，其特征在于，所述的尼龍樹脂為尼龍6，6、尼龍6、尼龍肌隊尼龍4，6、尼龍61\尼龍91\尼龍？?4、尼龍11、尼龍12中的一種或幾種。
5.如權(quán)利要求1所述的一種無鹵阻燃導(dǎo)熱絕緣樹脂組合物，其特征在于，所述的阻燃劑為無鹵阻燃劑，無鹵阻燃劑選擇磷系阻燃劑為機(jī)亞磷酸鹽或氮系阻燃劑為三聚氰胺聚磷酸鹽中的一種或兩種。
6.如權(quán)利要求1所述的一種無鹵阻燃導(dǎo)熱絕緣樹脂組合物，其特征在于，所述的增韌劑為聚烯烴彈性體類、聚脂彈性體類、尼龍彈性體類中的一種。
7.如權(quán)利要求1所述的一種無鹵阻燃導(dǎo)熱絕緣樹脂組合物，其特征在于，所述的成核劑為蒙脫石土、氧化鋅、硫酸鎂、二氧化硅中的一種。
8.如權(quán)利要求1所述的一種無鹵阻燃導(dǎo)熱絕緣樹脂組合物，其特征在于，所述的抗氧劑為受阻酚類及亞磷酸酯類中的一種或兩種。
9.如權(quán)利要求1所述的一種無鹵阻燃導(dǎo)熱絕緣樹脂組合物，其特征在于，所述的潤滑劑為硅酮粉、聚四氟乙烯粉、甲基硅油中的一種。
10.如權(quán)利要求1所述的一種無鹵阻燃導(dǎo)熱絕緣樹脂組合物，其特征在于，所述的相容劑是酌 氧樹脂。
11.如權(quán)利要求1所述的一種無鹵阻燃導(dǎo)熱絕緣樹脂組合物，其特征在于，所述的偶聯(lián)劑為硅烷類，選擇氨基丙基三乙氧基硅烷、氨基丙基三甲氧基硅烷中的一種或兩種。
12.—種如權(quán)利要求1所述的無鹵阻燃導(dǎo)熱絕緣樹脂組合物的制備方法，其特征在于，該方法包括以下制備步驟:步驟一:按重量百分比先將聚苯硫醚、相容劑、成核劑在混合機(jī)中攪拌均勻，干然后送入風(fēng)冷拉條雙螺桿擠出機(jī)中擠出，得到混合物；步驟二:將經(jīng)步驟一得到的混合物送入混合機(jī)中，再按重量百分比依次加入增韌劑、抗氧劑、潤滑劑、尼龍樹脂，攪拌均勻后，送入風(fēng)冷拉條雙螺桿擠出機(jī)中擠出，得到混合物；步驟三:將偶聯(lián)劑用乙醇按重量比1:5稀釋，在超聲波處理器中震蕩30-80分鐘，溫度控制在30-50°C，將乙醇烘干后，得到混合物； 步驟四:按重量百分比將經(jīng)步驟三得到的混合物與功能填料送入混合機(jī)中，攪拌均勻后，然后按重量百分比加入阻燃劑，再加入經(jīng)步驟二得到的混合物，攪拌均勻后，送入風(fēng)冷拉條雙螺桿擠出機(jī)中，在280-320°C溫度下擠出造粒，干燥后包裝。
【文檔編號】C08K3/36GK103665868SQ201310666616
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年12月7日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月7日
【發(fā)明者】許華, 史文波, 劉學(xué)武, 尹聰 申請人:天津市華鑫達(dá)投資有限公司