專利名稱：高導(dǎo)熱無(wú)機(jī)物熱塑化組合物的制備方法及由該方法制造的散熱部件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電子電器散熱材料技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，本發(fā)明涉及一種以具高導(dǎo)熱性能的無(wú)機(jī)粉體及其纖維為主體，復(fù)合熱塑性塑膠和功能助劑使無(wú)機(jī)物具有熱塑性，從而配置成高導(dǎo)熱無(wú)機(jī)物熱塑化組合物的制作方法及由該方法制造的散熱部件。
背景技術(shù)：
LED (Light Emitting Diode，發(fā)光二極管)相關(guān)產(chǎn)品被視為影響未來(lái)的重要產(chǎn)品之一，特別是LED燈具照明在節(jié)能環(huán)保上有著重大貢獻(xiàn)，但散熱是限制LED燈具照明強(qiáng)度和壽命的一個(gè)主要因素。LED燈具比傳統(tǒng)的白熾燈能效高80%，但是其組件和驅(qū)動(dòng)器電路散熱量很大。如果這些熱量沒(méi)有適當(dāng)?shù)呐欧懦鋈?，LED燈具的發(fā)光和壽命將會(huì)急劇下降。現(xiàn)有傳統(tǒng)的LED散熱材料以金屬鋁、銅為主，這些材料具有高導(dǎo)熱性、高機(jī)械強(qiáng)度，還可以通過(guò)電鍍、成型或切削等方式進(jìn)行加工以滿足不同形狀散熱器的要求，但其加工困難價(jià)格昂貴——需要多種不同的機(jī)器或昂貴的模具，同時(shí)所產(chǎn)生的邊料或成品使用后回收工藝復(fù)雜甚至無(wú)法回收使用。自然界散熱材料系中金鋼石是最好的散熱材料——1500ff/m.k 2500W/m. k是其他材料無(wú)法比擬的，但唯一的缺點(diǎn)是價(jià)格昂貴無(wú)法普及，其次是石墨材料在散熱系中可以代替其他散熱材料，它僅次于CVD (Chemical Vapor Deposition化學(xué)氣相沉淀)金鋼石達(dá)至400W/m. k 1500W/m. k的熱導(dǎo)系數(shù)，比金、銀、銅等金屬物體具有更高的散熱優(yōu)勢(shì)。所以類似這些的非金屬材料或金屬化合物或其纖維導(dǎo)熱性，不但堪比傳統(tǒng)的散熱材料金屬鋁、 銅等，而且又具有傳統(tǒng)的散熱材料金屬鋁、銅無(wú)法比擬的低價(jià)格，就是加工困難、機(jī)械強(qiáng)度差，經(jīng)我們多次實(shí)驗(yàn)如果這些非金屬材料、金屬化合物或其纖維經(jīng)過(guò)與少量高分子樹(shù)脂(塑膠)作特殊的混合加工后，不但還具備優(yōu)越的導(dǎo)熱性，而且還賦予其熱塑化特性從而達(dá)到能低成本注塑加工，同時(shí)機(jī)械強(qiáng)度也得到提高以滿足作為L(zhǎng)ED散熱零件材料的使用要求。所以，本發(fā)明不但提供了一種作為散熱零件用的材料，還為因單燈售價(jià)相對(duì)于傳統(tǒng)的節(jié)能電、白熾燈高而無(wú)法大規(guī)模推廣的LED燈具提供一個(gè)降低生產(chǎn)成本的方法。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處而提供一種高導(dǎo)熱無(wú)機(jī)物熱塑化組合物及其制作工藝，其打破現(xiàn)有的塑膠加導(dǎo)熱粉的思路局限，突破以往的塑膠加導(dǎo)熱粉的導(dǎo)熱性比金屬鋁、銅差的現(xiàn)狀，該材料能有效導(dǎo)出LED類的各種電子電器產(chǎn)品工作時(shí)產(chǎn)生的熱量，保證了 LED類的各種電子電器產(chǎn)品的芯片的正常使用壽命及工作性能，更降低了生產(chǎn)成本。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案
高導(dǎo)熱無(wú)機(jī)物熱塑化組合物的制備方法，所述高導(dǎo)熱無(wú)機(jī)物熱塑化組合物由以下重量比的組分制成組分A,該組分A為51 88wt% (wight, wt是指質(zhì)量百分?jǐn)?shù)，即指質(zhì)量百分比為51 88%)的一種或兩種以上具高導(dǎo)熱性能的無(wú)機(jī)物；
組分B，該組分B為10 38wt%的一種或兩種以上具良好加工特性的塑料；
組分C，該組分C為2 20wt%的功能助劑，該功能助劑為高分子聚合物；
其制備方法如下
1)將配置好的組分A在干燥機(jī)中以90 160°C干燥2 8小時(shí)，同時(shí)將配置好的組分 B在另一干燥機(jī)中以90 120°C干燥2 8小時(shí)；
2)將干燥后的組分A、B、C中粉體和顆粒狀物進(jìn)行混合或密煉，預(yù)加工5 30分鐘，制成原始物料；
3)將制成的原始物料喂入擠出機(jī)，纖維狀導(dǎo)熱無(wú)機(jī)物由側(cè)喂料處加入進(jìn)行改性加工， 由多孔模頭擠出成條；
4)對(duì)擠出成條的物料進(jìn)行模面切?；蚶瓧l冷卻切粒，制成高導(dǎo)熱無(wú)機(jī)物熱塑化組合物。其中，組分A包含碳及碳合物或其纖維、鋁及鋁合物或其纖維、鋅合物或其纖維、 硼合物或其纖維中的一種或兩種以上具高導(dǎo)熱性能的無(wú)機(jī)物。進(jìn)一步地，組分A包含石墨、碳粉、碳化硅、鋁粉、氧化鋁、氮化鋁、氧化鋅、陶瓷粉、 氮化硼的一種或兩種以上具高導(dǎo)熱性能的無(wú)機(jī)物。更進(jìn)一步地，組分A由30 70wt%的一種或兩種以上長(zhǎng)高比(長(zhǎng)度/高度)為 7000 100000的具高導(dǎo)熱性能的無(wú)機(jī)物、10 60wt%的一種或兩種以上長(zhǎng)高比為1000 7000的具高導(dǎo)熱性能的無(wú)機(jī)物、10 40wt%的一種或兩種以上長(zhǎng)高比為10 1000的具高導(dǎo)熱性能的無(wú)機(jī)物制成。其中，組分B為聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯、聚酯、聚酰胺、聚苯硫醚、聚苯醚、聚碳酸酯、ABS、LCP或高溫尼龍的一種或兩種以上具良好加工特性的塑料。其中，組分C中包含賦予組分A和組分B具有加工成型性的抗氧劑和潤(rùn)滑劑、賦予組分A和組分B具有具高性能偶聯(lián)相容劑和賦予組分A和組分B具有阻燃性的阻燃劑。進(jìn)一步地，組分C中的抗氧劑包含有受阻酚類抗氧劑或亞磷酸酯類抗氧劑中的一種或兩種以上復(fù)配物，該受阻酚類抗氧劑為四[甲基-β_( 3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯[抗氧劑1010]、Ν，Ν‘-六甲基雙(3，5_ 二叔丁基-4-羥基苯丙酰胺[抗氧劑1098]或三甘醇雙-3- (3-叔丁基-4-羥基-5-甲基苯基)丙烯酸酯[抗氧劑245]， 該亞磷酸酯類抗氧劑為亞磷酸三(2，4-二叔丁基苯基)酯[抗氧劑168]、季戊四醇雙二亞磷酸二(2，4-二叔丁基苯基)酯[抗氧劑626]或四(2，4-二叔丁基苯基-4，4 聯(lián)苯基) 雙磷酸酯[抗氧劑P-EPQ]。再進(jìn)一步地，組分C中的潤(rùn)滑劑包含有硬脂酸酰胺或硬脂酸鹽、聚乙烯蠟或聚丙烯蠟或其氧化物、油酰胺中的一種或兩種以上復(fù)配物。再進(jìn)一步地，組分C中的偶聯(lián)相容劑包含有硅烷類、鈦酸酯類或鋁酸酯類、馬來(lái)酸酐接枝物中的一種或兩種以上復(fù)配物。更進(jìn)一步地，組分C中的阻燃劑包含有磷類、氮類、鹵素類或銻化物類中的一種或兩種以上復(fù)配物。采用上述制備方法制造的散熱部件，將所述制得的高導(dǎo)熱無(wú)機(jī)物熱塑化組合物通過(guò)模具注塑成型成電子電器產(chǎn)品的散熱部件。如上所述組分A的具高導(dǎo)熱性能的無(wú)機(jī)物，使用不同長(zhǎng)高比的導(dǎo)熱物進(jìn)行復(fù)配并且長(zhǎng)高比大的導(dǎo)熱物比例在30%以上形成主導(dǎo)熱通道，從而保證混合后的材料主導(dǎo)熱通道能高效傳導(dǎo)熱量，而長(zhǎng)高比較小的兩個(gè)導(dǎo)熱物填排主導(dǎo)熱通道間或主導(dǎo)熱通道中的不同尺寸的間隙，從而增強(qiáng)其導(dǎo)熱效果。進(jìn)一步闡述，組分B的塑膠賦予了組分A良好的加工成型性以滿足低成本的注塑、 灌注等加工方式，提高了組分A做成高導(dǎo)熱無(wú)機(jī)物熱塑化組合物后的韌性、強(qiáng)度以滿足作為L(zhǎng)ED散熱部件的機(jī)械強(qiáng)度要求，同時(shí)考慮作為L(zhǎng)ED散熱部件材料使用時(shí)所需要的受熱能力而對(duì)樹(shù)脂進(jìn)行對(duì)應(yīng)的選擇和改性處理。進(jìn)一步闡述，無(wú)機(jī)物與塑料在加熱混合加工時(shí)會(huì)產(chǎn)生熱氧化而破壞其本身的特性，組分C中抗氧劑的加入抑制熱氧化的產(chǎn)生從而保持無(wú)機(jī)物與塑料本身的特性。進(jìn)一步闡述，無(wú)機(jī)物與塑料在加熱混合加工時(shí)會(huì)產(chǎn)生激烈的摩擦，導(dǎo)致組合物熱氧化加劇和無(wú)機(jī)物磨損長(zhǎng)高比發(fā)生變化，組分C中潤(rùn)滑劑的加入使無(wú)機(jī)物與塑料摩擦變小，同時(shí)也起到改變導(dǎo)熱組合物的流動(dòng)性而滿足其在下一個(gè)工序熱塑性成型的需要。進(jìn)一步闡述，組分C中偶聯(lián)相容劑的加入提高了導(dǎo)熱組合物中各成分的界面結(jié)合力，從而使少量的塑料加入即可使無(wú)機(jī)物具有熱塑性加工特性，由此保證了導(dǎo)熱組合物的高導(dǎo)熱性，同時(shí)導(dǎo)熱組合物中各成分的界面結(jié)合力加強(qiáng)，也提高了導(dǎo)熱組合物的韌性和強(qiáng)度等性能。更進(jìn)一步闡述，導(dǎo)熱組合物中塑料成分有本身具有阻燃性的塑料如聚苯硫醚、聚苯醚、LCP (Liquid Crystal Polymer,液晶高分子聚合物)或高溫尼龍,有本身沒(méi)阻燃性的塑料如聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯、聚酯、聚酰胺、聚碳酸酯、ABS (Acrylonitrile Butadiene Styrene plastic,丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料)，對(duì)于后者需要加入組分C中的阻燃劑賦予了高導(dǎo)熱無(wú)機(jī)物熱塑化組合物具有阻燃性，從而滿足高導(dǎo)熱無(wú)機(jī)物熱塑化組合物在電子電器上使用的UL要求。本發(fā)明的有益效果如下
1.通過(guò)本發(fā)明所制成的高導(dǎo)熱無(wú)機(jī)物熱塑化組合物具有優(yōu)越的導(dǎo)熱性，且具有低成本的注塑加工性，同時(shí)機(jī)械強(qiáng)度也得到提高以滿足作為L(zhǎng)ED散熱零件材料或其他電子電器產(chǎn)品散熱部件材料的使用要求，如對(duì)同一 LED散熱零件采用傳統(tǒng)金屬材料(如金屬鋁、銅等)制造，生產(chǎn)成本在15 20元，若使用本發(fā)明的高導(dǎo)熱無(wú)機(jī)物熱塑化組合物制造該LED 散熱零件，生產(chǎn)成本僅需在5 6元，可見(jiàn)，采用本發(fā)明的高導(dǎo)熱無(wú)機(jī)物熱塑化組合物，大大降低了產(chǎn)品的生產(chǎn)成本，克服了傳統(tǒng)使用金屬材料作為散熱材料的高成本，加工困難，機(jī)械強(qiáng)度差等問(wèn)題；
2.金屬鋁、銅在使用過(guò)程氧化從而使導(dǎo)熱能力下降，高導(dǎo)熱無(wú)機(jī)物熱塑化組合物氧化能力相比金屬鋁、銅要強(qiáng)，即使是氧化也沒(méi)有影響其導(dǎo)熱能力；
3.使用不同長(zhǎng)高比的導(dǎo)熱物進(jìn)行復(fù)配并且長(zhǎng)高比大的導(dǎo)熱物比例在30%以上形成主導(dǎo)熱通道，從而保證高導(dǎo)熱無(wú)機(jī)物熱塑化組合物的主導(dǎo)熱通道能高效傳導(dǎo)熱量，而長(zhǎng)高比較小的兩個(gè)導(dǎo)熱物填排主導(dǎo)熱通道間或主導(dǎo)熱通道中的不同尺寸的間隙，從而增強(qiáng)其導(dǎo)熱效果;
4.在電子電器采用“先烘后煉再擠出模面切”的方法制得的散熱部件后，既保證了電子電器產(chǎn)品的芯片的正常使用壽命及工作性能，保證了產(chǎn)品的質(zhì)量，又保證生產(chǎn)的順暢和產(chǎn)量的提升。
圖I是本發(fā)明高導(dǎo)熱無(wú)機(jī)物熱塑化組合物平面導(dǎo)熱系數(shù)對(duì)溫度影響的曲線圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合各具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明
具體實(shí)施例I :
本發(fā)明所揭示的一種高導(dǎo)熱無(wú)機(jī)物熱塑化組合物，其由51wt%的組分A，29wt%的聚酯聚苯硫醚(高分子樹(shù)脂-塑膠)和20wt%的功能助劑制成,其中的組分A包含70wt%的石墨 (長(zhǎng)高比為7000 100000)，10wt%的石墨(長(zhǎng)高比為1000 7000)和20wt%的石墨(長(zhǎng)高比為10 1000)，其中的功能助劑組分C包含15wt%馬來(lái)酸酐接枝PS (Polystyrene，聚苯乙烯系塑料)，4wt%磷類阻燃劑,O. 5wt%的抗氧劑1010，O. 5wt%的抗氧劑168。其制作工藝為先將上述成分中的石墨放于鼓風(fēng)干燥箱125°C烘烤2小時(shí)，聚苯硫醚放于鼓風(fēng)干燥箱120°C烘烤2小時(shí)，然后將稱量好的各原料放于密煉機(jī)里開(kāi)啟溫度密煉5 分鐘后進(jìn)入雙螺桿擠出機(jī)進(jìn)行混合改性由機(jī)頭的多孔模頭擠出成條，最后啟動(dòng)熱切進(jìn)行切粒，由此得到顆粒狀的高導(dǎo)熱無(wú)機(jī)物熱塑化組合物。將該高導(dǎo)熱無(wú)機(jī)物熱塑化組合物注塑成測(cè)試制件，該測(cè)試制件的平面導(dǎo)熱率為 13ff/m. k,體積電阻率為1E4 0hm*m，缺口沖擊強(qiáng)度為2KJ/m2，斷裂伸長(zhǎng)率為O. 6%，彎曲強(qiáng)度為 50MPa,彎曲模量為 12Gpa, UL (Underwriter Laboratories Inc.，美國(guó)保險(xiǎn)商實(shí)驗(yàn)室) 垂直燃燒阻燃等級(jí)為V0。具體實(shí)施例2
本發(fā)明所揭示的一種高導(dǎo)熱無(wú)機(jī)物熱塑化組合物，其由51wt%的組分A，29wt%的聚酯 PET (高分子樹(shù)脂-塑膠)和20wt%的功能助劑制成，其中的組分A包含70wt%的碳化硅(長(zhǎng)高比為7000 100000)，10wt%的碳化硅(長(zhǎng)高比為1000 7000)和20wt%的碳化硅(長(zhǎng)高比為10 1000)，其中的功能助劑組分C包含9wt%的鹵素類阻燃劑十溴二苯乙烷，3wt%的三氧化二銻，6wt%的馬來(lái)酸酐接枝Poe (采用茂金屬催化劑的乙烯和辛烯實(shí)現(xiàn)原位聚合的熱塑性彈性體)，lwt%的油酰胺，lwt%的抗氧劑245。其制作工藝為先將上述成分中的碳化娃放于鼓風(fēng)干燥箱125°C烘烤5小時(shí)，同時(shí)，將聚酯PET放于鼓風(fēng)干燥箱120°C烘烤5小時(shí)，然后將稱量好的各原料放于密煉機(jī)里開(kāi)啟溫度密煉30分鐘后進(jìn)入雙螺桿擠出機(jī)進(jìn)行混合改性由機(jī)頭的多孔模頭擠出成條，最后啟動(dòng)熱切進(jìn)行切粒，由此得到顆粒狀的高導(dǎo)熱無(wú)機(jī)物熱塑化組合物。將該高導(dǎo)熱無(wú)機(jī)物熱塑化組合物注塑成測(cè)試制件，該測(cè)試制件的平面導(dǎo)熱率為
9.5ff/m. k,體積電阻率為IElO 0hm*m，缺口沖擊強(qiáng)度為2KJ/m2，斷裂伸長(zhǎng)率為O. 4%，彎曲強(qiáng)度為55MPa，彎曲模量為12GPa，UL垂直燃燒阻燃等級(jí)為VO。具體實(shí)施例3
本發(fā)明所揭示的一種高導(dǎo)熱無(wú)機(jī)物熱塑化組合物，其由88wt%的組分A，10wt%的聚酯 (高分子樹(shù)脂-塑膠)和2wt%的功能助劑組分C制成，其中的組分A包含30wt%的碳纖維(長(zhǎng)高比為7000 100000),60wt%的石墨(長(zhǎng)高比為1000 7000)和10wt%的石墨(長(zhǎng)高比為 10 1000)，其中的功能助劑組分C包含O. 5界七％的抗氧劑1010,0. 5界七％的抗氧劑626，lwt% 的鋁酸酯類偶聯(lián)劑。其制作工藝為先將上述成分中的石墨、碳纖維放于鼓風(fēng)干燥箱90°C烘烤8小時(shí)， 同時(shí)，將聚酯放于鼓風(fēng)干燥箱105°C烘烤8小時(shí)，然后將稱量好的各原料放于密煉機(jī)里開(kāi)啟溫度密煉18分鐘后進(jìn)入雙螺桿擠出機(jī)，碳纖維經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)的側(cè)喂料處加入進(jìn)行混合改性由機(jī)頭的多孔模頭擠出成條，最后啟動(dòng)熱切進(jìn)行切粒，由此得到顆粒狀的高導(dǎo)熱無(wú)機(jī)物熱塑化組合物。將該高導(dǎo)熱無(wú)機(jī)物熱塑化組合物注塑成測(cè)試制件，該測(cè)試制件的平面導(dǎo)熱率為 15ff/m. k,體積電阻率為1E3 0hm*m，缺口沖擊強(qiáng)度為2. 5KJ/m2，斷裂伸長(zhǎng)率為O. 5%，彎曲強(qiáng)度為65MPa，彎曲模量為14Gpa，UL垂直燃燒阻燃等級(jí)為VO。具體實(shí)施例4
本發(fā)明所揭示的一種高導(dǎo)熱無(wú)機(jī)物熱塑化組合物，其由59wt%的組分A，35wt%的聚酰胺(高分子樹(shù)脂-塑膠)和6wt%的功能助劑制成,其中的組分A包含50wt%的碳化娃(長(zhǎng)高比為7000 100000)，35wt%的石墨(長(zhǎng)高比為1000 7000)和15wt%的石墨(長(zhǎng)高比為10 1000)，其中的功能助劑組分C包含4wt%的磷類阻燃劑，lwt%的硬脂酸鹽類潤(rùn)滑劑，lwt%的抗氧劑1098。其制作工藝為先將上述成分中的碳化硅、石墨放于鼓風(fēng)干燥箱125°C烘烤5小時(shí)，同時(shí)，將聚酰胺放于鼓風(fēng)干燥箱90°C烘烤5小時(shí)，然后將稱量好的各原料放于密煉機(jī)里開(kāi)啟溫度密煉18分鐘后進(jìn)入雙螺桿擠出機(jī)進(jìn)行混合改性由機(jī)頭的多孔模頭擠出成條，最后啟動(dòng)熱切進(jìn)行切?！纱说玫筋w粒狀的高導(dǎo)熱無(wú)機(jī)物熱塑化組合物。將該高導(dǎo)熱無(wú)機(jī)物熱塑化組合物注塑成測(cè)試制件，該測(cè)試制件的平面導(dǎo)熱率為 10ff/m. k,體積電阻率為1E7 Ohm*m，缺口沖擊強(qiáng)度為2. 5KJ/m2，斷裂伸長(zhǎng)率為O. 6%，彎曲強(qiáng)度為60MPa，彎曲模量為12GPa，UL垂直燃燒阻燃等級(jí)為VO。具體實(shí)施例5
本發(fā)明所揭示的一種高導(dǎo)熱無(wú)機(jī)物熱塑化組合物，其由88wt%的組分A，10wt%的聚酯 (高分子樹(shù)脂-塑膠)和2wt%的功能助劑制成,其中的組分A包含30wt%的碳纖維(長(zhǎng)高比為7000 100000)，60wt%的碳化硅(長(zhǎng)高比為1000 7000)和10wt%的碳化硅(長(zhǎng)高比為 10 1000)，其中的功能助劑組分C包含O. 5wt%的聚丙烯蠟，O. 5wt%的硬脂酸酰胺，lwt% 的鈦酸酯類偶聯(lián)劑。其制作工藝為先將上述成分中的碳化娃、碳纖維放于鼓風(fēng)干燥箱160°C烘烤5小時(shí)，同時(shí)，將聚酯放于鼓風(fēng)干燥箱90°C烘烤5小時(shí)，然后將稱量好的各原料放于密煉機(jī)里開(kāi)啟溫度密煉18分鐘后進(jìn)入雙螺桿擠出機(jī)，碳纖維經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)的側(cè)喂料處加入進(jìn)行混合改性由機(jī)頭的多孔模頭擠出成條，最后啟動(dòng)熱切進(jìn)行切?！纱说玫筋w粒狀的高導(dǎo)熱無(wú)機(jī)物熱塑化組合物。將該高導(dǎo)熱無(wú)機(jī)物熱塑化組合物注塑成測(cè)試制件，該測(cè)試制件的平面導(dǎo)熱率為
13.5ff/m. k,體積電阻率為1E7 Ohm*m，缺口沖擊強(qiáng)度為2KJ/m2，斷裂伸長(zhǎng)率為O. 3%，彎曲強(qiáng)度為68MPa，彎曲模量為13. 5GPa, UL垂直燃燒阻燃等級(jí)為VO。具體實(shí)施例6:本發(fā)明所揭示的一種高導(dǎo)熱無(wú)機(jī)物熱塑化組合物，其由59wt%的組分A，38wt%的聚酰胺(高分子樹(shù)脂-塑膠)和3wt%的功能助劑制成,其中的組分A包含50wt%的碳纖維(長(zhǎng)高比為7000 100000), 35wt%的氧化鋁(長(zhǎng)高比為1000 7000)和15wt%的氧化鋁(長(zhǎng)高比為10 1000)，其中的功能助劑組分C包含lwt%的抗氧劑1098，lwt%的硬脂酸酰胺，lwt% 的硅烷類偶聯(lián)劑。其制作工藝為先將上述成分中的氧化鋁、碳纖維放于鼓風(fēng)干燥箱160°C烘烤5小時(shí)，同時(shí)，將聚酰胺放于鼓風(fēng)干燥箱90°C烘烤5小時(shí)，然后將稱量好的各原料放于密煉機(jī)里開(kāi)啟溫度密煉18分鐘后進(jìn)入雙螺桿擠出機(jī)，碳纖維經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)的側(cè)喂料處加入進(jìn)行混合改性由機(jī)頭的多孔模頭擠出成條，最后啟動(dòng)熱切進(jìn)行切粒，由此得到顆粒狀的高導(dǎo)熱無(wú)機(jī)物熱塑化組合物。將該高導(dǎo)熱無(wú)機(jī)物熱塑化組合物注塑成測(cè)試制件，該測(cè)試制件的平面導(dǎo)熱率為
8.2W/m. k，體積電阻率為1E8 0hm*m，缺口沖擊強(qiáng)度為2KJ/m2，斷裂伸長(zhǎng)率為O. 4%，彎曲強(qiáng)度為60MPa，彎曲模量為12. 5GPa, UL垂直燃燒阻燃等級(jí)為V2。具體實(shí)施例7
本發(fā)明所揭示的一種高導(dǎo)熱無(wú)機(jī)物熱塑化組合物，其由88wt%的組分A，10wt%的聚酰胺(高分子樹(shù)脂-塑膠)和2wt%的功能助劑制成，其中的組分A包含70wt%的氧化鋁(長(zhǎng)高比為7000 100000)，10wt%的石墨(長(zhǎng)高比為1000 7000)和20wt%的石墨(長(zhǎng)高比為 10 1000)，其中的功能助劑組分C包含lwt%的聚乙烯蠟，lwt%的硬脂酸酰胺，lwt%的硅烷類偶聯(lián)劑。其制作工藝為先將上述成分中的石墨、氧化鋁放于鼓風(fēng)干燥箱125°C烘烤5小時(shí)，同時(shí)，將聚酰胺放于鼓風(fēng)干燥箱90°C烘烤5小時(shí)，然后將稱量好的各原料放于密煉機(jī)里開(kāi)啟溫度密煉30分鐘后進(jìn)入雙螺桿擠出機(jī)進(jìn)行混合改性由機(jī)頭的多孔模頭擠出成條，最后啟動(dòng)熱切進(jìn)行切粒，由此得到顆粒狀的高導(dǎo)熱無(wú)機(jī)物熱塑化組合物。將該高導(dǎo)熱無(wú)機(jī)物熱塑化組合物注塑成測(cè)試制件，該測(cè)試制件的平面導(dǎo)熱率為
8.5ff/m. k,體積電阻率為IElO 0hm*m，缺口沖擊強(qiáng)度為2KJ/m2，斷裂伸長(zhǎng)率為O. 4%，彎曲強(qiáng)度為55MPa，彎曲模量為12GPa，UL垂直燃燒阻燃等級(jí)為VO。具體實(shí)施例8
本發(fā)明所揭示的一種高導(dǎo)熱無(wú)機(jī)物熱塑化組合物，其由88wt%的組分A，10wt%的聚酰胺(高分子樹(shù)脂-塑膠)和2wt%的功能助劑制成，其中的組分A包含30wt%的氧化鋁纖維 (長(zhǎng)高比為7000 100000)，60wt%的氧化鋁(長(zhǎng)高比為1000 7000)和10wt%的氧化鋁(長(zhǎng)高比為10 1000)，其中的功能助劑組分C包含lwt%的硬脂酸鹽類潤(rùn)滑劑，lwt%的抗氧劑 1098。其制作工藝為先將上述成分中的氧化鋁、氧化鋁纖維放于鼓風(fēng)干燥箱160°C烘烤5小時(shí)，同時(shí)，將聚酰胺放于鼓風(fēng)干燥箱90°C烘烤5小時(shí)，然后將稱量好的各原料放于密煉機(jī)里開(kāi)啟溫度密煉18分鐘后進(jìn)入雙螺桿擠出機(jī)，氧化鋁纖維經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)的側(cè)喂料處加入進(jìn)行混合改性由機(jī)頭的多孔模頭擠出成條，最后啟動(dòng)熱切進(jìn)行切?！纱说玫筋w粒狀的高導(dǎo)熱無(wú)機(jī)物熱塑化組合物。將該高導(dǎo)熱無(wú)機(jī)物熱塑化組合物注塑成測(cè)試制件，該測(cè)試制件的平面導(dǎo)熱率為
6.8ff/m. k,體積電阻率為1E13 0hm*m，缺口沖擊強(qiáng)度為I. 6KJ/m2,斷裂伸長(zhǎng)率為O. 3%,彎曲強(qiáng)度為50MPa，彎曲模量為12. 5GPa, UL垂直燃燒阻燃等級(jí)為W。具體實(shí)施例9
本發(fā)明所揭示的一種高導(dǎo)熱無(wú)機(jī)物熱塑化組合物，其由88wt%的組分A，10wt%的高溫尼龍(高分子樹(shù)脂-塑膠)和2wt%的功能助劑制成，其中的組分A包含30wt%的氧化鋅纖維 (長(zhǎng)高比為7000 100000)，60wt%的氧化鋅(長(zhǎng)高比為1000 7000)和10wt%的氧化鋅(長(zhǎng)高比為10 1000)，其中的功能助劑組分C包含lwt%的抗氧劑1010，lwt%的抗氧劑168。其制作工藝為先將上述成分中的氧化鋅、氧化鋅纖維放于鼓風(fēng)干燥箱160°C烘烤8小時(shí)，同時(shí)，將高溫尼龍放于鼓風(fēng)干燥箱120°C烘烤8小時(shí)，然后將稱量好的各原料放于密煉機(jī)里開(kāi)啟溫度密煉18分鐘后進(jìn)入雙螺桿擠出機(jī)，氧化鋁纖維經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)的側(cè)喂料處加入進(jìn)行混合改性由機(jī)頭的多孔模頭擠出成條，最后啟動(dòng)熱切進(jìn)行切粒，由此得到顆粒狀的高導(dǎo)熱無(wú)機(jī)物熱塑化組合物。將該高導(dǎo)熱無(wú)機(jī)物熱塑化組合物注塑成測(cè)試制件，該測(cè)試制件的平面導(dǎo)熱率為 m/m. k,體積電阻率為1E13 0hm*m，缺口沖擊強(qiáng)度為1.6KJ/m2，斷裂伸長(zhǎng)率為O. 3%，彎曲強(qiáng)度為53MPa，彎曲模量為13. 5GPa, UL垂直燃燒阻燃等級(jí)為VO。具體實(shí)施例10
本發(fā)明所揭示的一種高導(dǎo)熱無(wú)機(jī)物熱塑化組合物，其由88wt%的組分A，10wt%的高溫尼龍(高分子樹(shù)脂-塑膠)和2wt%的功能助劑制成，其中的組分A包含30wt%的陶瓷粉(長(zhǎng)高比為7000 100000),60wt%的陶瓷粉(長(zhǎng)高比為1000 7000)和10wt%的陶瓷粉(長(zhǎng)高比為10 1000)，其中的功能助劑組分C包含lwt%的抗氧劑1010，lwt%的抗氧劑168。其制作工藝為先將上述成分中的陶瓷粉放于鼓風(fēng)干燥箱160°C烘烤5小時(shí)，同時(shí)，將聚酰胺放于鼓風(fēng)干燥箱90°C烘烤5小時(shí)，然后將稱量好的各原料放于密煉機(jī)里開(kāi)啟溫度密煉18分鐘后進(jìn)入雙螺桿擠出機(jī)，氧化鋁纖維經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)的側(cè)喂料處加入進(jìn)行混合改性由機(jī)頭的多孔模頭擠出成條，最后啟動(dòng)熱切進(jìn)行切粒，由此得到顆粒狀的高導(dǎo)熱無(wú)機(jī)物熱塑化組合物。將該高導(dǎo)熱無(wú)機(jī)物熱塑化組合物注塑成測(cè)試制件，該測(cè)試制件的平面導(dǎo)熱率為
6.7ff/m. k,體積電阻率為1E13 0hm*m，缺口沖擊強(qiáng)度為I. 6KJ/m2,斷裂伸長(zhǎng)率為O. 3%,彎曲強(qiáng)度為53MPa，彎曲模量為13. 5GPa, UL垂直燃燒阻燃等級(jí)為VO。具體實(shí)施例11
本發(fā)明所揭示的一種高導(dǎo)熱無(wú)機(jī)物熱塑化組合物，其由51wt%的組分A，29wt%的聚酰胺(高分子樹(shù)脂-塑膠)和20wt%的功能助劑制成，其中的組分A包含70wt%的氮化硼(長(zhǎng)高比為7000 100000)，10wt%的氮化硼(長(zhǎng)高比為1000 7000)和20wt%的氮化硼(長(zhǎng)高比為10 1000)，其中的功能助劑組分C包含15wt%的磷類阻燃劑，3wt%的氮類阻燃劑，lwt% 的抗氧劑1010, lwt%的抗氧劑168。其制作工藝為先將上述成分中的氮化硼纖維放于鼓風(fēng)干燥箱160°C烘烤5小時(shí)， 同時(shí)，將聚酰胺放于鼓風(fēng)干燥箱90°C烘烤5小時(shí)，然后將稱量好的各原料放于密煉機(jī)里開(kāi)啟溫度密煉18分鐘后進(jìn)入雙螺桿擠出機(jī)進(jìn)行混合改性由機(jī)頭的多孔模頭擠出成條，最后拉條冷卻切?！纱说玫筋w粒狀的高導(dǎo)熱無(wú)機(jī)物熱塑化組合物。將該高導(dǎo)熱無(wú)機(jī)物熱塑化組合物注塑成測(cè)試制件，該測(cè)試制件的平面導(dǎo)熱率為 8ff/m. k,體積電阻率為1E13 0hm*m，缺口沖擊強(qiáng)度為2KJ/m2，斷裂伸長(zhǎng)率為O. 6%，彎曲強(qiáng)度為55MPa，彎曲模量為12. 3GPa, UL垂直燃燒阻燃等級(jí)為W。具體實(shí)施例12
本發(fā)明所揭示的一種高導(dǎo)熱無(wú)機(jī)物熱塑化組合物，其由59wt%的組分A，35wt%的聚酰胺(高分子樹(shù)脂-塑膠)和6wt%的功能助劑制成，其中的組分A包含30wt%的氮化硼(長(zhǎng)高比為7000 100000),60wt%的氧化鋁(長(zhǎng)高比為1000 7000)和10wt%的氧化鋁(長(zhǎng)高比為10 1000)，其中的功能助劑組分C包含4wt%的磷類阻燃劑，lwt%的硬脂酸鹽類潤(rùn)滑劑，lwt%的抗氧劑1098。其制作工藝為先將上述成分中的氮化硼、氧化鋁放于鼓風(fēng)干燥箱125°C烘烤5小時(shí)，同時(shí)，將聚酰胺放于鼓風(fēng)干燥箱90°C烘烤5小時(shí)，然后將稱量好的各原料放于密煉機(jī)里開(kāi)啟溫度密煉30分鐘后進(jìn)入雙螺桿擠出機(jī)進(jìn)行混合改性由機(jī)頭的多孔模頭擠出成條，最后拉條冷卻切粒，由此得到顆粒狀的高導(dǎo)熱無(wú)機(jī)物熱塑化組合物。將該高導(dǎo)熱無(wú)機(jī)物熱塑化組合物注塑成測(cè)試制件，該測(cè)試制件的平面導(dǎo)熱率為
7.2ff/mk,體積電阻率為1E13 0hm*m，缺口沖擊強(qiáng)度為2KJ/m2，斷裂伸長(zhǎng)率為O. 4%，彎曲強(qiáng)度為50MPa，彎曲模量為12GPa，UL垂直燃燒阻燃等級(jí)為VO。具體實(shí)施例13
本發(fā)明所揭示的一種高導(dǎo)熱無(wú)機(jī)物熱塑化組合物，其由59wt%的組分A，35wt%的聚酰胺(高分子樹(shù)脂-塑膠)和6wt%的功能助劑制成，其中的組分A包含30wt%的氮化硼(長(zhǎng)高比為7000 100000),60wt%的氧化鋅(長(zhǎng)高比為1000 7000)和10wt%的氧化鋅(長(zhǎng)高比為10 1000)，其中的功能助劑組分C包含4wt%的磷類阻燃劑，lwt%的硬脂酸鹽類潤(rùn)滑劑，lwt%的抗氧劑1098。其制作工藝為先將上述成分中的氮化硼、氧化鋅放于鼓風(fēng)干燥箱125°C烘烤5小時(shí)，同時(shí)，將聚酰胺放于鼓風(fēng)干燥箱90°C烘烤5小時(shí)，然后將稱量好的各原料放于密煉機(jī)里開(kāi)啟溫度密煉30分鐘后進(jìn)入雙螺桿擠出機(jī)進(jìn)行混合改性由機(jī)頭的多孔模頭擠出成條，最后拉條冷卻切?！纱说玫筋w粒狀的高導(dǎo)熱無(wú)機(jī)物熱塑化組合物。將該高導(dǎo)熱無(wú)機(jī)物熱塑化組合物注塑成測(cè)試制件，該測(cè)試制件的平面導(dǎo)熱率為 7ff/m. k,體積電阻率為1E13 0hm*m，缺口沖擊強(qiáng)度為2KJ/m2，斷裂伸長(zhǎng)率為O. 4%，彎曲強(qiáng)度為50MPa，彎曲模量為12GPa，UL垂直燃燒阻燃等級(jí)為VO。以下結(jié)合附表I及附圖對(duì)具體實(shí)施例散熱性做進(jìn)一步分析總結(jié)
權(quán)利要求
1.高導(dǎo)熱無(wú)機(jī)物熱塑化組合物的制備方法，其特征在于所述高導(dǎo)熱無(wú)機(jī)物熱塑化組合物由以下重量比的組分制成組分A，該組分A為51 88wt%的一種或兩種以上具高導(dǎo)熱性能的無(wú)機(jī)物；組分B，該組分B為10 38wt%的一種或兩種以上具良好加工特性的塑料；組分C，該組分C為2 20wt%的功能助劑，該功能助劑為高分子聚合物；其制備方法如下1)將配置好的組分A在干燥機(jī)中以90 160°C干燥2 8小時(shí)，同時(shí)將配置好的組分 B在另一干燥機(jī)中以90 120°C干燥2 8小時(shí)；2)將干燥后的組分A、B、C中粉體和顆粒狀物進(jìn)行混合或密煉，預(yù)加工5 30分鐘，制成原始物料；3)將制成的原始物料喂入擠出機(jī)，纖維狀導(dǎo)熱無(wú)機(jī)物由側(cè)喂料處加入進(jìn)行改性加工， 由多孔模頭擠出成條；4)對(duì)擠出成條的物料進(jìn)行模面切?；蚶瓧l冷卻切粒，制成高導(dǎo)熱無(wú)機(jī)物熱塑化組合物。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的制備方法，其特征在于所述組分A包含碳及碳合物或其纖維、鋁及鋁合物或其纖維、鋅合物或其纖維、硼合物或其纖維中的一種或兩種以上具高導(dǎo)熱性能的無(wú)機(jī)物。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于所述組分A包含石墨、碳粉、碳化硅、 鋁粉、氧化鋁、氮化鋁、氧化鋅、陶瓷粉或氮化硼的一種或兩種以上具高導(dǎo)熱性能的無(wú)機(jī)物。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的制備方法，其特征在于所述組分A由30 70wt%的一種或兩種以上長(zhǎng)高比為7000 100000的具高導(dǎo)熱性能的無(wú)機(jī)物、10 60wt%的一種或兩種以上長(zhǎng)高比為1000 7000的具高導(dǎo)熱性能的無(wú)機(jī)物、10 40wt%的一種或兩種以上長(zhǎng)高比為10 1000的具高導(dǎo)熱性能的無(wú)機(jī)物制成。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的制備方法，其特征在于所述組分B為聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯、聚酯、聚酰胺、聚苯硫醚、聚苯醚、聚碳酸酯、ABS、LCP或高溫尼龍的一種或兩種以上具良好加工特性的塑料。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的制備方法，其特征在于所述組分C中包含有抗氧劑、潤(rùn)滑劑、偶聯(lián)相容劑和阻燃劑。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于所述抗氧劑包含有受阻酚類抗氧劑或亞磷酸酯類抗氧劑中的一種或兩種以上復(fù)配物，該受阻酚類抗氧劑為四[甲基-β- (3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯[抗氧劑1010]、Ν，N 六甲基雙(3，5- 二叔丁基-4-羥基苯丙酰胺[抗氧劑1098]或三甘醇雙-3- (3-叔丁基-4-羥基-5-甲基苯基)丙烯酸酯[抗氧劑245]，該亞磷酸酯類抗氧劑為亞磷酸三(2，4_ 二叔丁基苯基)酯[抗氧劑168]、季戍四醇雙二亞磷酸二(2,4-二叔丁基苯基)酯[抗氧劑626]或四(2，4- 二叔丁基苯基-4，4 ‘ -聯(lián)苯基)雙磷酸酯[抗氧劑P-EPQ]。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于所述潤(rùn)滑劑包含有硬脂酸酰胺或硬脂酸鹽、聚乙烯蠟或聚丙烯蠟或其氧化物、油酰胺中的一種或兩種以上復(fù)配物。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于所述偶聯(lián)相容劑包含有硅烷類、鈦酸酯類或鋁酸酯類、馬來(lái)酸酐接枝物中的一種或兩種以上復(fù)配物，所述阻燃劑包含有磷類、氮類、鹵素類或銻化物類中的一種或兩種以上復(fù)配物。
10.采用權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)所述的制備方法制造的散熱部件，其特征在于將所述制得的高導(dǎo)熱無(wú)機(jī)物熱塑化組合物通過(guò)模具注塑成型成電子電器產(chǎn)品的散熱部件。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了高導(dǎo)熱無(wú)機(jī)物熱塑化組合物的制備方法及由該方法制造的散熱部件，其高導(dǎo)熱無(wú)機(jī)物熱塑化組合物由組分A為51～88wt%的一種或兩種以上具高導(dǎo)熱性能的無(wú)機(jī)物、組分B為10～38wt%的一種或兩種以上具良好加工特性的塑料和組分C為2～20wt%的功能助劑制成，其制備方法為1)將配置好的組分A和組分B進(jìn)行干燥；2)將干燥后的組分A、B、C進(jìn)行混合或密煉后預(yù)加工，制成原始物料；3)將制成的原始物料喂入擠出機(jī)，纖維狀導(dǎo)熱無(wú)機(jī)物由側(cè)喂料處加入進(jìn)行改性加工，由多孔模頭擠出成條；4)對(duì)擠出成條的物料進(jìn)行模面切粒或拉條冷卻切粒，制成高導(dǎo)熱無(wú)機(jī)物熱塑化組合物，本發(fā)明既保證電子電器產(chǎn)品的芯片的正常使用壽命及工作性能，更降低了生產(chǎn)成本。
文檔編號(hào)C08L67/00GK102604219SQ20121006287
公開(kāi)日2012年7月25日 申請(qǐng)日期2012年3月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月12日
發(fā)明者廖志盛 申請(qǐng)人:東莞市兆科電子材料科技有限公司