專利名稱：一種絕緣導(dǎo)熱高分子聚合物及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高分子聚合物，特別涉及一種絕緣導(dǎo)熱高分子聚合物及其制備方法。
背景技術(shù)：
導(dǎo)熱材料廣泛應(yīng)用于需要及時散熱的散熱器、熱交換器、中央空調(diào)系統(tǒng)、剎車片、墊片、供熱導(dǎo)熱管、加熱器、太陽能熱 水器、商業(yè)儀器、蓄電池冷卻器、自動化設(shè)備、軸承、齒輪、移動電話、電子器件、印刷線路板、發(fā)電機罩、燈罩、燈支架等等。大多數(shù)金屬材料的導(dǎo)熱性都比較好，尤其是鋁材，其導(dǎo)熱率最高達到600W/(m .k)。但鋁材的價格比較昂貴，且金屬的耐腐蝕性差，絕緣性能不好，這就局限了金屬材料在導(dǎo)熱材料應(yīng)用上的領(lǐng)域。而塑料材料多數(shù)是絕緣材料并具備耐腐蝕性和力學(xué)性能。且質(zhì)地較輕,加工性能優(yōu)良，價格也實惠。但其導(dǎo)熱率偏低，最好的HPPE導(dǎo)熱率才0.44W(m . k).因此在導(dǎo)熱領(lǐng)域上的應(yīng)用也受到局限。將以上兩種材料結(jié)合形成既是具備良好的力學(xué)性能又有較好的耐腐蝕性能的復(fù)合材料。這方面的技術(shù)和工藝已基本得到掌握和運用。比如PE+鋁粉，PP+石墨等，導(dǎo)熱率已基本達到要求，唯一是不可能絕緣，存在導(dǎo)電和半導(dǎo)電的缺陷尚無法解決。在現(xiàn)代飛躍發(fā)展的超導(dǎo)技術(shù)、抗電波傳導(dǎo)的國防科技、隱形戰(zhàn)機、航天航空領(lǐng)域等的高科技產(chǎn)品上、還有民用生活上的電器電子產(chǎn)品，如LED產(chǎn)品一超細電子零件、燈具底座、底板等必須是散熱又絕緣的，因而受到局限。所以解決導(dǎo)熱不導(dǎo)電功能，追尋導(dǎo)熱不導(dǎo)電的材料，尤其LED燈大功率化急需解決絕緣散熱底座材料和材料價格合理化、市場化便成當(dāng)今世界科學(xué)家急需研發(fā)的課題，企業(yè)家們急迫需求的一種材料。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種絕緣導(dǎo)熱高分子聚合物，其包括聚苯硫醚、PA、絕緣陶瓷粉體，、納米材料、偶聯(lián)劑，其各組分重量百分比為=PPS占23-57%、PA占5-10%、SiC占30_63%、納米材料占1_3%、偶聯(lián)劑占0. 1-1%。本發(fā)明采用高耐熱高結(jié)晶度的高分子樹脂(PPS)作為新聚合物的基材，選擇完全不導(dǎo)電的陶瓷粉末這一無機物作為主填充料，共混其他各種高分子材料和助劑等，經(jīng)過預(yù)精制，然后在特殊結(jié)構(gòu)的特制雙螺桿擠出機中塑化去灰造粒，從而達到各種物質(zhì)的分子產(chǎn)生充分重新結(jié)合，形成物性的升華——導(dǎo)熱不導(dǎo)電新聚合物材料。優(yōu)選的，絕緣陶瓷粉體為SiC或ALN或A1203中的一種或多種。優(yōu)選的，，偶聯(lián)劑是娃燒、y-氨基丙基二乙氧基娃燒或Y-丙基二甲氧基娃燒，中的一種或多種。優(yōu)選的，其還包括潤滑劑，所述潤滑劑為硬脂酸鋅、甲基硅油或聚四氟乙烯中的一種或者多種。
優(yōu)選的，所述納米材料為Si02、聚碳酸脂粉或聚醚砜粉中的一種或者多種。本發(fā)明還提供了一種絕緣導(dǎo)熱高分子聚合物的制備方法，其包括如下步驟
步驟I :將偶聯(lián)劑與乙醇溶劑混合稀釋，再放入納米材料，均勻混合后，將乙醇基本烘
干，得到第一混合物；
步驟2 :將基本烘干第一混合物和絕緣陶瓷粉體混合后投入攪拌機中充分攪拌，得到第二混合物；
步驟3 :將所述第二混合物與PPS、PA 一起投入攪拌機中充分攪拌，混合均勻。優(yōu)選的，其還包括如下步驟
步驟4 :將上述步驟3中攪拌均勻的共混物料雙螺桿擠出機中進行塑化造粒。優(yōu)選的，所述塑化造粒溫度控制在260°C _300°C之間。優(yōu)選的，將偶聯(lián)劑與乙醇溶劑混合稀釋后與納米材料在超音波振蕩器中震蕩30-80min，溫度控制在 30_50°C。優(yōu)選的，所述攪拌機為高速攪拌機，所述雙螺桿擠出機螺桿的長徑比40 :1。


無。
具體實施例方式本發(fā)明提供了一種絕緣導(dǎo)熱高分子聚合物，其包括聚苯硫醚、PA、絕緣陶瓷粉體，、納米材料、偶聯(lián)劑，其各組分重量百分比為聚苯硫醚占23-57%、PA(NyLon)占5_10%、絕緣陶瓷粉體占30-63%、納米材料占1_3%、偶聯(lián)劑占0. 1-1%。本實施例中，絕緣陶瓷粉體選用SIC或AlN或AL203中的一種活著多種，納米材料選用納米Si02，優(yōu)選的，也可以選用聚碳酸脂粉或者聚醚砜粉，也可以是各種材料的混合。偶聯(lián)劑選用娃燒，也可以選用Y-丙基二甲氧基娃燒或y_氛基丙基二乙氧基娃燒，也可以是各種材料的混合。本發(fā)明采用高耐熱高結(jié)晶度的高分子樹脂(PPS)作為新聚合物的基材，選擇完全不導(dǎo)電的陶瓷粉末這一無機物作為主填充料，共混其他各種高分子材料和助劑等，經(jīng)過預(yù)精制，然后在特殊結(jié)構(gòu)的特制雙螺桿擠出機中塑化去灰造粒，從而達到各種物質(zhì)的分子產(chǎn)生充分重新結(jié)合，形成物性的升華——導(dǎo)熱不導(dǎo)電新聚合物材料。絕緣導(dǎo)熱高分子聚合物中所述的主基材——PPS，即聚苯硫醚樹脂是一種高粘度聚合物，分子量達到45000，結(jié)晶度達到70%左右，相對密度在I. 36g/cm3吸水率在0. 05%以下；熔融粘度(303°C)為7X103 Pa. s.取PPS作為主基材，是因為該樹脂的分子量超大且結(jié)晶度高，其導(dǎo)熱率則越高.同時PPS具有良好的電絕緣性和抗電弧性，在高溫髙濕和寬頻率范圍內(nèi)均具有優(yōu)良的介電性能和流動性能，其熔體流動速率達剄600g/10min(316°C )。絕緣導(dǎo)熱高分子聚合物中所述PA(NyLon)優(yōu)選選用PA6，相對密度I. 13g/cm3，吸水率低于I. 6%,數(shù)均分子量(250°C )大于或等于18000，對應(yīng)粘度300Pa. s, PA和PPS 是兩種相容性極好的樹脂，PA還能補充PPS的自滑性和韌性及延伸性.同時PA還具有很好的電絕緣性和導(dǎo)熱性能。
SiC,是一種絕緣的陶瓷粉體，分子量102，相對密度3. 25g/cm3，熔點2827K，高導(dǎo)熱率，常溫下不導(dǎo)電。納米Si02增韌劑，相對密度2. 6g/cm3.納米級達到IOnm.含水量小于2%，熔點達到1750°C .吸油值2. 6mg/g; PPS樹脂因填充進大量無機物而損失一部分沖擊物性，利用納米材料的加入得以修復(fù)。偶聯(lián)劑是硅烷，分子量280. 39，相對密度I. 04g/cm3，沸點285°C無色透明液體.該偶聯(lián)劑主要作用于該聚合物中的有機材料和無機材料中的不同相之間起到橋樑和連接，從而達到改善兩相的相容。本發(fā)明的其他實施例中，該絕緣導(dǎo)熱高分子聚合物還包括有潤滑劑，此處，潤滑劑選用硬脂酸鋅，對加工過程中起著內(nèi)外潤滑作用，潤滑劑也可以選用甲基硅油或聚四氟乙烯.。本發(fā)明還提供了絕緣導(dǎo)熱高分子聚合物的制備方法，其包括如下步驟· 步驟I :將偶聯(lián)劑(硅烷)與乙醇溶劑混合稀釋，再放入納米材料，均勻混合后，將乙醇基本烘干，得到第一混合物；目的是使偶聯(lián)劑能充分地包敷著納米材料，保證其粒子能和樹脂有更好的親和力。優(yōu)選的，將偶聯(lián)劑與乙醇溶劑混合稀釋后與納米材料在超音波振蕩器中震蕩30-80min，溫度控制在30_50°C，此處，偶聯(lián)劑(娃烷)與乙醇溶劑的體積比為I :5混合，偶后以100:6的重量比投入納米材料。步驟2 :將第一混合物和絕緣陶瓷粉體(SIC)混合后投入攪拌機中充分攪拌，攪拌時間大概為3-8分鐘，得到第二混合物；優(yōu)選的，攪拌機選用高速攪拌機。使偶聯(lián)劑也能充分地包敷SiC表面，然后讓溶劑揮發(fā)掉.取出備用。步驟3 :將所述第二混合物與PPS、PA —起投入攪拌機中充分攪拌，攪拌時間大概為3-8分鐘，混合均勻，優(yōu)選的，攪拌機選用高速攪拌機。各種材料得到充分的混合，均勻地混合。優(yōu)選的，該發(fā)明還包括步驟4 :將上述步驟3中攪拌均勻的共混物料雙螺桿擠出機中進行塑化造粒。塑化造粒溫度控制在260°C -300°C之間，冷卻過程采用輸送帶配冷風(fēng)冷卻為好，力求不接觸水份。同時真空口設(shè)量兩個，前后段同時進行真空抽干塑化中的水分。所述雙螺桿擠出機螺桿的長徑比40 :1，擠出機的螺桿必須是經(jīng)過合金熱處理的螺紋套和剪切力組合較強的。
權(quán)利要求
1.ー種絕緣導(dǎo)熱高分子聚合物，其包括聚苯硫醚、PA、絕緣陶瓷粉體，、納米材料、偶聯(lián)劑，其各組分重量百分比為=PPS占23-57%、PA占5_10%、SiC占30_63%、納米材料占1_3%、偶聯(lián)劑占O. 1-1%。
2.如權(quán)利要求I所述的絕緣導(dǎo)熱高分子聚合物，其特征在于，絕緣陶瓷粉體為SiC或AlN或A1203中的ー種或多種。
3.如權(quán)利要求I所述的絕緣導(dǎo)熱高分子聚合物，其特征在于，偶聯(lián)劑是硅烷、y_氨基丙基ニこ氧基娃燒或Y-丙基ニ甲氧基娃燒中的一種或多種。
4.如權(quán)利要求I所述的絕緣導(dǎo)熱高分子聚合物，其特征在于，其還包括潤滑剤，所述潤滑劑為硬脂酸鋅、甲基硅油或聚四氟こ烯中的一種或者多種。
5.如權(quán)利要求I所述的絕緣導(dǎo)熱高分子聚合物，其特征在于，所述納米材料為Si02、聚碳酸脂粉或聚醚砜粉中的一種或者多種。
6.一種如權(quán)利要求I所述的絕緣導(dǎo)熱高分子聚合物的制備方法，其包括如下步驟 步驟I :將偶聯(lián)劑與こ醇溶劑混合稀釋，再放入納米材料，均勻混合后，將こ醇基本烘干，得到第一混合物； 步驟2 :將基本烘干第一混合物和絕緣陶瓷粉體混合后投入攪拌機中充分攪拌，得到第二混合物； 步驟3 :將所述第二混合物與PPS、PA 一起投入攪拌機中充分攪拌，混合均勻。
7.如權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于，其還包括如下步驟 步驟4 :將上述步驟3中攪拌均勻的共混物料雙螺桿擠出機中進行塑化造粒。
8.如權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于，所述塑化造粒溫度控制在260°C-300°C之間。
9.如權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于，將偶聯(lián)劑與こ醇溶劑混合稀釋后與納米材料在超音波振蕩器中震蕩30-80min，溫度控制在30_50°C。
10.如權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于，所述攪拌機為高速攪拌機，所述雙螺桿擠出機螺桿的長徑比40 :1。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種絕緣導(dǎo)熱高分子聚合物及其制備方法，其包括聚苯硫醚、PA、絕緣陶瓷粉體,、納米材料、偶聯(lián)劑，其各組分重量百分比為PPS占23-57%、PA占5-10%、SiC占30-63%、納米材料占1-3%、偶聯(lián)劑占0.1-1%。本發(fā)明采用高耐熱高結(jié)晶度的高分子樹脂(PPS)作為新聚合物的基材，選擇完全不導(dǎo)電的陶瓷粉末這一無機物作為主填充料，共混其他各種高分子材料和助劑等，經(jīng)過預(yù)精制，然后在特殊結(jié)構(gòu)的特制雙螺桿擠出機中塑化去灰造粒，從而達到各種物質(zhì)的分子產(chǎn)生充分重新結(jié)合，形成物性的升華——導(dǎo)熱不導(dǎo)電新聚合物材料。
文檔編號C08K5/098GK102702747SQ20121019570
公開日2012年10月3日 申請日期2012年6月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月14日
發(fā)明者許華 申請人:南京同輝新型材料科技有限公司