一種高效復合pbt導散熱材料及其制備方法和應用
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于導散熱材料領域，涉及一種PBT導散熱材料及其制備方法和應用，尤其 涉及一種高效復合PBT導散熱材料及其制備方法和應用。
【背景技術】
[0002] 隨著各類電子元器件運行高速化和高功率化，設備在使用和運行過程中會產(chǎn)生相 對高熱能，導致電子元器件的過熱無法導散，從而損害其性能和降低安全可靠性，甚至大幅 度地降低整套系統(tǒng)的壽命。常規(guī)的工程塑料，包括熱塑性和熱固性塑料，具有機械性能良 好，化學穩(wěn)定，電絕緣等優(yōu)勢，被廣泛地應用在電子電器等領域，但因其導熱系數(shù)太低，屬于 熱的不良導體，不但不能解決高散熱問題，而且由于熱量不能得到有效的傳遞，可能使一些 熱敏感的元器件過熱，從而大幅度降低系統(tǒng)的壽命或者運行效率。同時，基于安全性的考 慮，關鍵是要求所用的材料具有高級別的阻燃特性，比如達到UL94V0阻燃標準。聚對苯二甲 酸丁二醇酯(PBT)是一種常用的塑料材料，但是由于其阻燃級別較低，不能通過UL94V0薄壁 測試標準。
[0003] 因此，在本領域亟需開發(fā)一種具有高導熱系數(shù)和良好阻燃性的PBT導散熱材料。

【發(fā)明內容】

[0004] 針對現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種PBT導散熱材料及其制備方法 和應用，尤其是提供一種高效復合PBT導散熱材料及其制備方法和應用。
[0005] 為達此目的，本發(fā)明采用以下技術方案：
[0006] 一方面，本發(fā)明提供一種PBT導散熱材料，所述PBT導散熱材料由PBT和導散熱母粒 制備得到，所述PBT和導散熱母粒的質量比為7~9 :1~3,例如7 :1、7:2、7:3、7.5:1、7.5: 1.5、7.8:1、8:1、8:2、8:3、8.3:1、8.5:1、8:5:2.5、8.8:1、9:1、9:2或9:3，優(yōu)選7.5~8.5:1.5 ~2.5,進一步優(yōu)選8:2。
[0007] 在本發(fā)明中，所述導散熱母粒按導散熱母?？傊亓繛?00%計由以下重量百分比 的原料制備得到：
[0008] 聚酯纖維 60-80%
[0009] 金屬氧化物 10-20%
[0010] 氮化物 10-20%。。
[0011]在本發(fā)明的PBT導散熱材料的原料中，聚酯纖維的用量為60-80%，例如61%、 62%、63%、64%、65%、66%、67%、68%、69%、70%、71%、72%、73%、74%、75%、76%、 77%、78% 或 79%。
[0012] 在本發(fā)明的PBT導散熱材料的原料中，金屬氧化物的用量為10-20 %，例如10.5 %、 11%、12%、13%、14%、15%、16%、17%、18%、19%或19.5%〇
[0013] 在本發(fā)明的PBT導散熱材料的原料中，氮化物的用量為10-20 %，例如10.5 %、 11%、11.5%、12%、12.5%、13%、13.5%、14%、14.5%、15%、15.5%、16%、16.5%、17%、 17.5%、18%、18.5%、19%或19.5%〇
[0014] 優(yōu)選地，所述導散熱母粒按導散熱母粒總重量為100%計由以下重量百分比的原 料制備得到：
[0015] 聚酯纖維 70%
[0016] 金屬氧化物 20%
[0017] 氮化物 10%。
[0018]在本發(fā)明中，所述金屬氧化物為二氧化硅、二氧化鈦、三氧化二銻或三氧化鋁中的 任意一種或至少兩種的組合。所述組合可以為但不限于二氧化硅和二氧化鈦的組合，二氧 化鈦和三氧化二銻的組合，二氧化硅、二氧化鈦和三氧化二銻的組合，三氧化二銻和三氧化 鋁的組合或二氧化鈦、三氧化二銻和三氧化鋁的組合。
[0019] 在本發(fā)明中，所述氮化物為氮化碳、氮化鎂、氮化鋁、氮化鈦或氮化鉭中的任意一 種或至少兩種的組合。所述組合可以為但不限于氮化碳和氮化鎂的組合，氮化鎂和氮化鋁 的組合，氮化鋁和氮化鈦的組合，氮化鋁、氮化鈦和氮化鉭的組合，氮化鎂、氮化鋁和氮化鈦 的組合。
[0020] 在本發(fā)明中，所述導散熱母粒的制備方法如下：
[0021] 將金屬氧化物、氮化物和聚酯纖維共混摻雜、擠出得到所述導散熱母粒。
[0022] 優(yōu)選地，所述共混摻雜時的攪拌速率為60_80r/min，例如61r/min、62r/min、64r/ min、66r/min、68r/min、70r/min、72r/min、74r/min、76r/min、78r/min或、79r/min〇
[0023] 優(yōu)選地，所述擠出在雙螺桿擠出機中進行，所述雙螺桿擠出機螺桿區(qū)域的預熱溫 度為 200-30(TC，例如 205。(3、210。(3、220。(3、230。(3、240。(3、250。(3、260。(3、270。(3、280。(3或290 °C，螺桿轉速為 150-200r/min，例如 155r/min、160r/min、165r/min、170r/min、175r/min、 180r/min、185r/min、190r/min或195r/min〇
[0024] 另一方面，本發(fā)明提供了如第一方面所述的PBT導散熱材料的制備方法，所述方法 為：
[0025]將PBT和導散熱母粒共混摻雜、擠出得到所述PBT導散熱材料。
[0026]優(yōu)選地，在PBT導散熱材料的制備方法中，所述共混摻雜時的攪拌速率為10 0-200r/min，例如 105r/min、110r/min、115r/min、120r/min、125r/min、130r/min、135r/min、 140r/min、145r/min、150r/min、155r/min、160r/min、165r/min、170r/min、175r/min、180r/ min、185r/min、190r/min或195r/min〇
[0027] 優(yōu)選地，在PBT導散熱材料的制備方法中，所述混合時的攪拌速率為150-250r/ min，例如 155r/min、160r/min、165r/min、170r/min、175r/min、180r/min、190r/min、200r/ min、210r/min、220r/min、230r/min、235r/min、240r/min或245r/min〇
[0028] 優(yōu)選地，在PBT導散熱材料的制備方法中，所述擠出在雙螺桿擠出機中進行，所述 雙螺桿擠出機螺桿區(qū)域的預熱溫度為260-380°C，例如265°C、270°C、275°C、280°C、285°C、 290°C、295°C、300°C、305°C、310°C、320°C、330°C、340°C、350°C、360°C 或 370°C。所述雙螺桿 擠出機的螺桿轉速為 250-400r/min，例如 255r/min、260r/min、270r/min、280r/min、290r/ min、300r/min、320r/min、340r/min、350r/min、370r/min、380r/min或390r/min〇
[0029] 作為本發(fā)明的優(yōu)選技術方案，本發(fā)明所述PBT導散熱材料的制備方法包括以下步 驟：
[0030] (1)將金屬氧化物、氮化物和聚酯纖維在60-80r/min的攪拌速率下共混摻雜，利用 雙螺桿擠出機擠出，所述雙螺桿擠出機螺桿區(qū)域的預熱溫度為200-300°C，螺桿轉速為150-200r/min，得到導散熱母粒；
[0031] (2)將TOT和導散熱母粒在100-200r/min的攪拌速率下共混摻雜，利用雙螺桿擠出 機擠出，所述雙螺桿擠出機螺桿區(qū)域的預熱溫度為260-380°C，所述雙螺桿擠出機的螺桿轉 速為250-400r/min，得到所述PBT導散熱材料。
[0032]另一方面，本發(fā)明提供了如第一方面所述PBT導散熱材料在電子電器材料中的應 用。
[0033 ]相對于現(xiàn)有技術，本發(fā)明具有以下有益效果：
[0034]本發(fā)明的PBT導散熱材料由PBT和導散熱母粒制備得到，所述PBT和導散熱母粒的 質量比為7~9:1~3。所述導散熱母粒由60-80%聚酯纖維、10-20%金屬氧化物和10-20% 氮化物制備得到，通過將金屬氧化物、氮化物和聚酯纖維共混摻雜，擠出得到導散熱母粒， 而后將導散熱母粒與PBT共混摻雜、擠出得到所述PBT導散熱材料，該PBT導散熱材料為無鹵 環(huán)保復合阻燃材料，其導熱系數(shù)高達1.2W/m.k，阻燃性達V0級，具有良好的機械性能，高絕 緣、易加工、成本低，是一種綜合性能良好的導散熱材料，可廣泛應用于LED照明、導熱散熱 板、電子電器等領域。
【具體實施方式】
[0035] 下面通過【具體實施方式】來進一步說明本發(fā)明的技術方案。本領域技術人員應該明 了，所述實施例僅僅是幫助理解本發(fā)明，不應視為對本發(fā)明的具體限制。
[0036] 實施例1
[0037]在本實施例中，PBT導散熱材料由質量比為8:2的TOT和導散熱母粒制備得到，其中 導散熱母粒由以下原料制備得到：
[0038] 聚酯纖維 70%
[0039] 金屬氧化物 20%
[0040] 氮化物 10%
[00411制備方法如下：
[0042] (1)將金屬氧化物、氮化物和聚酯纖維在80r/min的攪拌速率下共混摻雜，利用雙 螺桿擠出機擠出，所述雙螺桿擠出機螺桿區(qū)域的預熱溫度為200°C，螺桿轉速為200r/min， 得到導散熱母粒；
[0043] (2)將TOT和導散熱母粒在100r/min的攪拌速率下共混摻雜，利用雙螺桿擠出機擠 出，所述雙螺桿擠出機螺桿區(qū)域的預熱溫度為300°C，所述雙螺桿擠出機的螺桿轉速為 300r/min，得到所述PBT導散熱材料。
[0044] 實施例2
[0045]在本實施例中，PBT導散熱材料由質量比為7.5: 2.5的TOT和導散熱母粒制備得到， 其中導散熱母粒由以下原料制備得到：
[0046] 聚酯纖