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一種高導(dǎo)熱的改性聚苯醚材料及其制備方法與流程

文檔序號(hào):12815255閱讀:413來(lái)源:國(guó)知局

本發(fā)明涉及一種聚苯醚材料及其制備方法,尤其是涉及一種高導(dǎo)熱的改性聚苯醚材料及其制備方法。



背景技術(shù):

隨著工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,人們對(duì)導(dǎo)熱材料綜合性能的要求已越來(lái)越高,傳統(tǒng)的金屬材料已經(jīng)無(wú)法滿足某些特殊場(chǎng)合的使用要求。如電子設(shè)備產(chǎn)生的熱量迅速積累和增加,會(huì)導(dǎo)致器件不能正常工作,故及時(shí)散熱已成為影響其壽命的重要因素。所以急需研制高可靠性、高散熱性的綜合性能優(yōu)異的導(dǎo)熱絕緣材料代替?zhèn)鹘y(tǒng)材料。導(dǎo)熱高分子材料尤其是導(dǎo)熱塑料由于具有輕質(zhì)、耐化學(xué)腐蝕、易加工成型、電絕緣性能優(yōu)異、力學(xué)及抗疲勞性能優(yōu)良等特點(diǎn),越來(lái)越受到人們的重視,逐漸成為導(dǎo)熱領(lǐng)域新的角色,近些年國(guó)際國(guó)內(nèi)研究和發(fā)展的熱點(diǎn)。

聚苯醚具有很好的電學(xué)性能,是工程塑料中介電損耗因子最小的,且受頻率和溫度的影響較小。除此之外,聚苯醚具有良好的耐熱性、尺寸穩(wěn)定性以及吸水率低等優(yōu)異性能,經(jīng)導(dǎo)熱改性后可以用于電子通訊等部件。

中國(guó)專利201110435098.x公開了一種低密度聚苯醚/聚苯乙烯共混合金材料,由包含以下重量份的組分制成:聚苯醚25-55份、聚苯乙烯15-42份、玻璃微珠15-30份、增韌劑5-15份、潤(rùn)滑劑0.2-0.7份、抗氧劑0.2-0.5份。該專利由于自身材料本身的導(dǎo)熱性能相對(duì)較差,又沒有進(jìn)行相應(yīng)的導(dǎo)熱改性,從而導(dǎo)致產(chǎn)品無(wú)法滿足用于高導(dǎo)熱要求的電子通訊元件。



技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種高導(dǎo)熱的改性聚苯醚材料及其制備方法。

本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn):

一種高導(dǎo)熱的改性聚苯醚材料,包括以下重量份數(shù)的組分:

所述的聚苯乙烯為高抗沖聚苯乙烯。

所述的增韌劑選自苯乙烯與丁二烯的嵌段共聚物(sbs)、氫化苯乙烯/丁二烯/苯乙烯嵌段共聚物(sebs)或馬來(lái)酸酐接枝苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚彈性體(sebs-g-mah)中的一種或幾種。

所述的導(dǎo)熱填料選自碳化硅、氮化鋁、氮化硼、三氧化二鋁或?qū)崾械囊环N或幾種。

所述的潤(rùn)滑劑選自op蠟、硅酮、pe蠟、硅油或季戊四醇硬脂酸酯(pets)中的一種或幾種。

所述的抗氧劑選自四[β-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯(抗氧劑1010)、β-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸正十八碳醇酯(抗氧劑1076)或三[2,4-二叔丁基苯基]亞磷酸酯(抗氧劑168)中的一種或幾種。

一種高導(dǎo)熱的改性聚苯醚材料的制備方法,包括以下步驟:

(1)按重量份數(shù)稱取導(dǎo)熱填料30~70份和潤(rùn)滑劑0.2~3份,攪拌混合后,得到預(yù)處理導(dǎo)熱填料;

(2)再稱取15~50份聚苯醚、5~20份聚苯乙烯、3~8份增韌劑、0.2~0.5份抗氧劑,和步驟(1)得到的預(yù)處理導(dǎo)熱填料一起混合均勻,得到混合物料;

(3)將混合物料倒入螺桿擠出機(jī)中,熔融擠出拉條切粒,即得到目的產(chǎn)品。

步驟(1)中攪拌混合是在高混機(jī)中混合均勻的,其混合的工藝條件為:在100~130℃溫度下,以轉(zhuǎn)速800~1000rpm攪拌5~20min。

步驟(2)中各原料的混合是在高混機(jī)中處理的,混合的工藝條件為:在30~60℃的溫度下,以轉(zhuǎn)速800~1000rpm攪拌混合3~10min。

步驟(3)中螺桿擠出機(jī)中工藝條件為:溫度為240~290℃,螺桿轉(zhuǎn)速為200~300rpm。

與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):

(1)本發(fā)明通過(guò)采用具有良好耐熱性能的聚苯醚為基料,摻入聚苯乙烯增加材料流動(dòng)性,并通過(guò)往其中加入導(dǎo)熱填料提高材料的導(dǎo)熱性能,最后制得的聚苯醚材料具有突出的高導(dǎo)熱性能。

(2)本發(fā)明在制備過(guò)程中的氮化鋁(aln)和氮化硼(bn)等導(dǎo)熱填料則能大大提高材料的導(dǎo)熱性能,而通過(guò)將導(dǎo)熱填料預(yù)先與潤(rùn)滑劑在高于潤(rùn)滑劑熔點(diǎn)的溫度下進(jìn)行一定時(shí)間的混合,這樣可以使得潤(rùn)滑劑均勻分散到導(dǎo)熱填料表面,從而降低導(dǎo)熱填料的表面摩擦力,極大的改善了在聚苯醚材料中占據(jù)很大比例的導(dǎo)熱填料與其他原料或自身之間的因摩擦力過(guò)大而混合不均勻的問(wèn)題,也解決了加工過(guò)程中因?qū)崽盍媳砻婺Σ亮^(guò)大、團(tuán)聚等而導(dǎo)致的下料困難和堵網(wǎng)板等現(xiàn)象,大大降低了聚苯醚材料的加工難度,減少了螺桿磨損,從而提高生產(chǎn)效率,降低生產(chǎn)成本,同時(shí)在原料之間相互物性允許的條件下,本發(fā)明能夠添加更多的導(dǎo)熱填料來(lái)提高導(dǎo)熱性能,并使得導(dǎo)熱材料在最后的產(chǎn)品的分布更為均勻,這些都使得導(dǎo)熱系數(shù)有著較大程度的提高。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。

實(shí)施例1

(1)按下列重量份稱取各組分原料:

(2)先將氮化硼和op蠟加入100℃高混機(jī),高速攪拌10min,得到預(yù)處理氮化硼,然后將其余原料和預(yù)處理氮化硼經(jīng)高混機(jī)高速混勻,其高混機(jī)速度為800-1000rmp,混合溫度為40℃,混合10min;將混合物料經(jīng)雙螺桿擠出機(jī),控制各區(qū)的溫度在260-290℃,拉條切粒即可得到產(chǎn)品。

實(shí)施例2

(1)按下列重量份稱取各組分原料:

(2)先將氮化鋁和pe蠟加入130℃高混機(jī),高速攪拌5min,得到預(yù)處理氮化鋁,然后將其余原料和預(yù)處理氮化鋁經(jīng)高混機(jī)高速混勻,控制高混機(jī)速度為800-1000rmp,混合溫度為60℃,混合3min;將混合物料經(jīng)雙螺桿擠出機(jī),控制各區(qū)的溫度在240-275℃,擠出機(jī)拉條切粒即可得到產(chǎn)品。

實(shí)施例3

(1)按下列重量份稱取各組分原料:

(2)先將碳化硅和硅酮加入120℃高混機(jī),高速攪拌15min,得到預(yù)處理碳化硅,然后將其余原料和預(yù)處理碳化硅經(jīng)高混機(jī)高速混勻,其高混機(jī)速度為800-1000rmp,混合溫度為50℃,混合6min;將混合物料經(jīng)雙螺桿擠出機(jī),控制各區(qū)的溫度在250-280℃,拉條切粒即可得到產(chǎn)品。

實(shí)施例4

(1)按下列重量份稱取各組分原料:

(2)先將碳化硅、氧化鋁和硅油加入100℃高混機(jī),高速攪拌20min,預(yù)處理的碳化硅和氧化鋁,然后將其余原料和處理好的碳化硅和氧化鋁經(jīng)高混機(jī)高速混勻,其高混機(jī)速度為800-1000rmp,混合溫度為40℃,混合5min;將混合物料經(jīng)雙螺桿擠出機(jī),控制各區(qū)的溫度在260-280℃,拉條切粒即可得到產(chǎn)品。

實(shí)施例5

(1)按下列重量份稱取各組分原料:

(2)先將導(dǎo)熱石墨和op蠟加入110℃高混機(jī),高速攪拌15min,得到預(yù)處理導(dǎo)熱石墨,然后將其余原料和處理好的導(dǎo)熱石墨經(jīng)高混機(jī)高速混勻,控制高混機(jī)速度為800-1000rmp,混合溫度為40℃,混合6min;將混合物料經(jīng)雙螺桿擠出機(jī),控制各區(qū)的溫度在260-280℃,拉條切粒即可得到產(chǎn)品。

實(shí)施例6

(1)按下列重量份稱取各組分原料:

(2)先將氮化鋁、氮化硼和pets加入100℃高混機(jī),高速攪拌10min,得到預(yù)處理氮化鋁和氮化硼,然后將其余原料和處理好的氮化鋁和氮化硼經(jīng)高混機(jī)高速混勻,其高混機(jī)速度為800-1000rmp,混合溫度為60℃,混合5min;將混合物料經(jīng)單螺桿擠出機(jī),控制各區(qū)的溫度在250-280℃,拉條切粒即可得到產(chǎn)品。

產(chǎn)品的性能測(cè)試如表1。

表1

實(shí)施例7

(1)按下列重量份稱取各組分原料:

(2)先將氮化鋁、氮化硼、碳化硅和pets加入100℃高混機(jī),在800rpm轉(zhuǎn)速下攪拌10min,得到預(yù)處理導(dǎo)熱填料,然后將其余原料和預(yù)處理導(dǎo)熱填料經(jīng)高混機(jī)高速混勻,其高混機(jī)速度為800rmp,混合溫度為60℃,混合5min;將混合物料經(jīng)單螺桿擠出機(jī),控制各區(qū)的溫度在250-280℃,螺桿轉(zhuǎn)速為200rpm,拉條切粒即可得到產(chǎn)品。

實(shí)施例8

(1)按下列重量份稱取各組分原料:

(2)先將氮化鋁、氮化硼和pets加入130℃高混機(jī),在900rpm轉(zhuǎn)速下攪拌5min,得到預(yù)處理氮化鋁和氮化硼,然后將其余原料和處理好的氮化鋁和氮化硼經(jīng)高混機(jī)高速混勻,其高混機(jī)速度為1000rmp,混合溫度為45℃,混合3min;將混合物料經(jīng)單螺桿擠出機(jī),控制各區(qū)的溫度在250-280℃,螺桿轉(zhuǎn)速為300rpm,拉條切粒即可得到產(chǎn)品。

實(shí)施例9

(1)按下列重量份稱取各組分原料:

(2)先將氮化鋁、氮化硼、pets、op蠟和pe蠟加入110℃高混機(jī),在1000rpm轉(zhuǎn)速下攪拌20min,得到預(yù)處理氮化鋁和氮化硼,然后將其余原料和處理好的氮化鋁和氮化硼經(jīng)高混機(jī)高速混勻,其高混機(jī)速度為900rmp,混合溫度為30℃,混合10min;將混合物料經(jīng)單螺桿擠出機(jī),控制各區(qū)的溫度在250-280℃,螺桿轉(zhuǎn)速為250rpm,拉條切粒即可得到產(chǎn)品。

實(shí)施例10

(1)按下列重量份稱取各組分原料:

(2)先將氮化鋁、氮化硼和pets加入110℃高混機(jī),在900rpm轉(zhuǎn)速下攪拌8min,得到預(yù)處理氮化鋁和氮化硼,然后將其余原料和處理好的氮化鋁和氮化硼經(jīng)高混機(jī)高速混勻,其高混機(jī)速度為900rmp,混合溫度為50℃,混合6min;將混合物料經(jīng)單螺桿擠出機(jī),控制各區(qū)的溫度在250-280℃,螺桿轉(zhuǎn)速為220rpm,拉條切粒即可得到產(chǎn)品。

對(duì)比例1

(1)按下列重量份稱取各組分原料:

(2)將上述原料均一起加入高混機(jī)中高速混勻,其高混機(jī)速度為900rmp,混合溫度為50℃,混合6min;將混合物料經(jīng)單螺桿擠出機(jī),控制各區(qū)的溫度在250-280℃,螺桿轉(zhuǎn)速為220rpm,拉條切粒即可得到產(chǎn)品。

對(duì)上述實(shí)施例7~10和對(duì)比例1制得的產(chǎn)品進(jìn)行性能檢測(cè),所得結(jié)果如下表2所示。

表2

對(duì)比實(shí)施例10和對(duì)比例1的結(jié)果,可以發(fā)現(xiàn),采用本發(fā)明的制備方法制備得到的產(chǎn)品的導(dǎo)熱性能明顯要高,分析原因,這是因?yàn)樵谥苽洚a(chǎn)品時(shí),預(yù)先將導(dǎo)熱填料潤(rùn)滑處理的緣故。

上述的對(duì)實(shí)施例的描述是為便于該技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能理解和使用發(fā)明。熟悉本領(lǐng)域技術(shù)的人員顯然可以容易地對(duì)這些實(shí)施例做出各種修改,并把在此說(shuō)明的一般原理應(yīng)用到其他實(shí)施例中而不必經(jīng)過(guò)創(chuàng)造性的勞動(dòng)。因此,本發(fā)明不限于上述實(shí)施例,本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的揭示,不脫離本發(fā)明范疇所做出的改進(jìn)和修改都應(yīng)該在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。

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