一種含改性氮化硼纖維-碳納米管的pc-pet基led散熱材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及導(dǎo)熱工程塑料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種含改性氮化硼纖維-碳納米管 的PC-PET基LED散熱材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] LED作為一代新型的光源，具有高效、節(jié)能、環(huán)保、使用壽命長(zhǎng)、易于維護(hù)等等優(yōu)點(diǎn)， 被預(yù)為可取代白熾燈和熒光燈的第三代光源，LED的出光效率及壽命與芯片的工作溫度具 有直接的關(guān)系，散熱問(wèn)題是限制封裝LED產(chǎn)品提高功率和發(fā)光效率的主要問(wèn)題，解決LED散 熱問(wèn)題的有效方式就是利用高導(dǎo)熱、高絕緣、高透過(guò)率的材料將熱量快速的傳遞出去。 目前LED封裝常用的散熱材料主要為金屬鋁材或陶瓷材料，這些材料在實(shí)際使用過(guò)程 中均存在一些缺陷，比如鋁基散熱材料雖然具有較為優(yōu)良的散熱能力，但其存在成型工藝 周期長(zhǎng)、本身具有導(dǎo)電性以及造型單一等問(wèn)題，而陶瓷材料雖然絕緣，但比重大、成型難度 高，不利于批量生產(chǎn)，其應(yīng)用也受到限制。
[0003] 復(fù)合導(dǎo)熱塑料近年來(lái)逐漸開(kāi)始受到業(yè)內(nèi)關(guān)注，首先塑料本身具有良好的絕緣、輕 質(zhì)、價(jià)廉、形狀多樣化等優(yōu)勢(shì)，在其中加入高導(dǎo)熱性的填料后可獲得較為滿意的導(dǎo)熱系數(shù)， 其較之鋁基散熱材料質(zhì)量更輕，成型周期更短，由于高導(dǎo)熱性的填料單價(jià)較貴，而現(xiàn)有的制 備工藝使得導(dǎo)熱填料的利用率低，進(jìn)一步提高了生產(chǎn)成本，因此，改善現(xiàn)有工藝，提高原料 的利用率是寇待結(jié)果的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明目的就是為了彌補(bǔ)已有技術(shù)的缺陷，提供一種含改性氮化硼纖維-碳納米 管的PC-PET基LED散熱材料及其制備方法。
[0005] 本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的： 一種含改性氮化硼纖維-碳納米管的PC-PET基LED散熱材料，該復(fù)合塑料由以下重 量份的原料制成：PC 40-50、PET 10-15、馬來(lái)酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物3-5、納米氮化硅 20-24、多壁碳納米管4-6、氮化硼纖維10-12、納米硫化鋅1-2、丙烯酸羥乙酯2-3、六氟磷酸 鹽咪唑類(lèi)離子液體1-1. 5、硅烷偶聯(lián)劑1-2、抗氧劑0. 5-0. 6、光穩(wěn)定劑0. 1-0. 2、去離子水 30-40〇
[0006] 所述的一種含改性氮化硼纖維-碳納米管的PC-PET基LED散熱材料及其制備方 法，所述的制備方法為： (1) 先將六氟磷酸鹽咪唑類(lèi)離子液體與去離子水混合，并油浴加熱至50-60°C，隨后恒 溫?cái)嚢杌旌?5-30min，隨后升溫至70-80°C，投入氮化硼纖維、多壁碳納米管，恒溫超聲攪 拌3-4h，攪拌結(jié)束后將所得物料完全干燥除去水分，所得粉體研磨分散后即得離子液體改 性氮化硼纖維/碳納米管復(fù)合粉體； (2) 將PC、PET、馬來(lái)酸酐接枝乙稀-辛稀共聚物、納米氮化娃、納米硫化鋅、丙稀酸輕乙 酯、抗氧劑、光穩(wěn)定劑以及0. 8-1重量份的硅烷偶聯(lián)劑高速攪拌混合均勻后一起投入雙螺 桿擠出機(jī)中造粒，得到一次造粒料備用； (3)將步驟（1)制備的復(fù)合粉體與剩余量的硅烷偶聯(lián)劑攪拌混合均勻備用； (4 )將步驟（2 )制備的一次造粒料通過(guò)主喂料口投入擠出機(jī)中，步驟（3 )的復(fù)合粉體通 過(guò)側(cè)喂料口加入擠出機(jī)中，擠出造粒、冷卻，即得用于注塑成型的復(fù)合導(dǎo)熱材料。
[0007] 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：本發(fā)明以PC、PET等高分子材料復(fù)合作為導(dǎo)熱塑料基料，具備良 好的綜合力學(xué)性能，絕緣安全，耐熱穩(wěn)定，熱膨脹系數(shù)小，尺寸穩(wěn)定，加入的納米氮化硅能有 效的提高材料的導(dǎo)熱性，而其中摻混的經(jīng)過(guò)離子液體改性的氮化硼纖維-碳納米管復(fù)合粉 體具備良好的分散性和高的導(dǎo)熱性，其與塑料基料的相容性佳，在分步加料過(guò)程中能在基 料中形成穩(wěn)定高效的導(dǎo)熱網(wǎng)絡(luò)，從而獲得良好的傳熱、散熱效果，其在LED封裝中具有廣闊 的應(yīng)用空間。
【具體實(shí)施方式】
[0008] 該復(fù)合材料由以下重量份的原料制成：PC 40、PET 10、馬來(lái)酸酐接枝乙烯辛烯共 聚物3、納米氮化硅20、多壁碳納米管4、氮化硼纖維10、納米硫化鋅1、丙烯酸羥乙酯2、六 氟磷酸鹽咪唑類(lèi)離子液體1、硅烷偶聯(lián)劑1、抗氧劑0. 5、光穩(wěn)定劑0. 1、去離子水30。
[0009] 該散熱材料的制備方法為： (1) 先將六氟磷酸鹽咪唑類(lèi)離子液體與去離子水混合，并油浴加熱至50°C，隨后恒溫?cái)?拌混合25min，隨后升溫至70°C，投入氮化硼纖維、多壁碳納米管，恒溫超聲攪拌3h，攪拌結(jié) 束后將所得物料完全干燥除去水分，所得粉體研磨分散后即得離子液體改性氮化硼纖維/ 碳納米管復(fù)合粉體； (2) 將PC、PET、馬來(lái)酸酐接枝乙稀辛稀共聚物、納米氮化娃、納米硫化鋅、丙稀酸輕乙 酯、抗氧劑、光穩(wěn)定劑以及〇. 8重量份的硅烷偶聯(lián)劑高速攪拌混合均勻后一起投入雙螺桿 擠出機(jī)中造粒，得到一次造粒料備用； (3) 將步驟（1)制備的復(fù)合粉體與剩余量的硅烷偶聯(lián)劑攪拌混合均勻備用； (4 )將步驟（2 )制備的一次造粒料通過(guò)主喂料口投入擠出機(jī)中，步驟（3 )的復(fù)合粉體通 過(guò)側(cè)喂料口加入擠出機(jī)中，擠出造粒、冷卻，即得用于注塑成型的復(fù)合導(dǎo)熱材料。
[0010] 本實(shí)施例所制得的復(fù)合導(dǎo)熱材料的性能測(cè)試結(jié)果為：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種含改性氮化硼纖維-碳納米管的PC-PET基LED散熱材料，其特征在于，該復(fù) 合塑料由以下重量份的原料制成：PC40-50、PET10-15、馬來(lái)酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物 3-5、納米氮化硅20-24、多壁碳納米管4-6、氮化硼纖維10-12、納米硫化鋅1-2、丙烯酸羥 乙酯2-3、六氟磷酸鹽咪唑類(lèi)離子液體1-1. 5、硅烷偶聯(lián)劑1-2、抗氧劑0. 5-0. 6、光穩(wěn)定劑 0· 1-0. 2、去離子水 30-40。2. 如權(quán)利要求1所述的一種含改性氮化硼纖維-碳納米管的PC-PET基LED散熱材料 及其制備方法，其特征在于，所述的制備方法為： (1) 先將六氟磷酸鹽咪唑類(lèi)離子液體與去離子水混合，并油浴加熱至50-60°C，隨后恒 溫?cái)嚢杌旌?5-30min，隨后升溫至70-80°C，投入氮化硼纖維、多壁碳納米管，恒溫超聲攪 拌3-4h，攪拌結(jié)束后將所得物料完全干燥除去水分，所得粉體研磨分散后即得離子液體改 性氮化硼纖維/碳納米管復(fù)合粉體； (2) 將PC、PET、馬來(lái)酸酐接枝乙稀-辛稀共聚物、納米氮化娃、納米硫化鋅、丙稀酸輕乙 酯、抗氧劑、光穩(wěn)定劑以及〇. 8-1重量份的硅烷偶聯(lián)劑高速攪拌混合均勻后一起投入雙螺 桿擠出機(jī)中造粒，得到一次造粒料備用； (3) 將步驟（1)制備的復(fù)合粉體與剩余量的硅烷偶聯(lián)劑攪拌混合均勻備用； (4 )將步驟（2 )制備的一次造粒料通過(guò)主喂料口投入擠出機(jī)中，步驟（3 )的復(fù)合粉體通 過(guò)側(cè)喂料口加入擠出機(jī)中，擠出造粒、冷卻，即得用于注塑成型的復(fù)合導(dǎo)熱材料。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種含改性氮化硼纖維-碳納米管的PC-PET基LED散熱材料及其制備方法，該復(fù)合材料以PC、PET等高分子材料復(fù)合作為導(dǎo)熱塑料基料，具備良好的綜合力學(xué)性能，絕緣安全，耐熱穩(wěn)定，熱膨脹系數(shù)小，尺寸穩(wěn)定，加入的納米氮化硅能有效的提高材料的導(dǎo)熱性，而其中摻混的經(jīng)過(guò)離子液體改性的氮化硼纖維-碳納米管復(fù)合粉體具備良好的分散性和高的導(dǎo)熱性，其與塑料基料的相容性佳，在分步加料過(guò)程中能在基料中形成穩(wěn)定高效的導(dǎo)熱網(wǎng)絡(luò)，從而獲得良好的傳熱、散熱效果，其在LED封裝中具有廣闊的應(yīng)用空間。
【IPC分類(lèi)】C08K3/30, C08L51/06, C08K13/06, C08K3/34, C08K9/04, C08K7/04, C08K7/24, C08L67/02, C08L69/00
【公開(kāi)號(hào)】CN105385132
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510728987
【發(fā)明人】王小飛, 翁德云, 王翠微, 陳尚虎
【申請(qǐng)人】中科電力裝備科技有限公司
【公開(kāi)日】2016年3月9日
【申請(qǐng)日】2015年10月29日