CN101333434A - 一种导热绝缘材料及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种导热绝缘材料及其制造方法，该材料组份和重量百分数为，立方氮化硼8－20％，纳米氧化锆5－10％，纳米二硫化钼1－5％，鳞片石墨纳米粉或中间相纳米碳粉1－5％，塑料材料60－85％。该材料用于电器机壳制造方法为，将按上述比例配料的原料置入真空干燥箱或普通烘箱50－100℃烘料1－12小时，将烘干料放入反应釜或双螺杆挤出机注塑机中混合，混合时温度范围在140－290℃，混合时间为2－5分钟，可用模压、挤出或注射成型，模压、挤出、注射成型的工作压力为100－200MPa，最后采用真空包装机对产品进行包装。本发明可直接用于电器机壳材料，使热量经导热机壳散发到较冷环境例如空气中，降低电子器件运行温度，提高电子器件寿命。

Description

一种导热绝缘材料及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种导热绝缘材料及其制造方法，尤其是涉及一种用于电器机壳的材料及制造方法。

背景技术

随着越来越复杂的电器设备的发展，设备在运行过程中会产生相对极端的温度，这些过量热不仅会损害它们自己的性能，而且还会降低整个系统的性能和可靠性，甚至引起系统故障。目前电器机壳大都为工程塑料材料，工程塑料虽然在机械强度、化学稳定性、电性能方面有一定的优势。但是由于导热系数太低，用在一些电器(如手机、台式及笔记本电脑)机壳上，不但不能解决高散热的问题，而且由于热量释放不出，长时间在高温下进行工作，材料会很容易老化，机壳寿命明显缩短。因此开发一种低成本、高效率、质量轻的导热绝缘电器机壳材料已迫在眉睫。

发明内容

本发明的目的是提供一种导热绝缘材料及其制备方法，有效提高电器设备装置外壳的高散热性能。

为实现上述目的，本发明导热绝缘材料的组份和重量百分数范围为立方氮化硼8-20％，纳米氧化锆5-10％，纳米二硫化钼1-5％，鳞片石墨纳米粉或中间相纳米碳粉1-5％，塑料材料60-85％。

在上述组合物中，所述的立方氮化硼比体积电阻在20℃时为1.7×10⁵m，在500℃时为2.3×10¹²m；热导率相当高，约为12.3-28.9W/(m·K)。

在上述组合物中，所述的纳米氧化锆粒度为100nm以下，比表面积大于40m²/g。

在上述组合物中，所述的纳米二硫化钼粒度为100nm以下，比表面积大于40m²/g。

在上述组合物中，所述的鳞片石墨纳米粉的粒度为100nm以下，含碳量90％以上，含灰份小于0.1％，水份小于0.1％，含硫量300ppm以下，含铁量0.01％以下；所述的中间相纳米碳粉的粒度为100nm以下，含碳量60％以上，软化点275-285℃，喹啉不溶物15-30wt％，甲苯不溶物60-80wt％。

在上述组合物中，所述的塑料材料包括聚苯乙烯(PS)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)、聚酰亚胺(PI)、聚碳酸酯(PC)等塑料材料。

采用本发明组合物制造所得到导热绝缘材料的导热系数在5-20W/m·K、绝缘性能为20℃时体积电阻为0.1×10⁵m～1.7×10⁵m。

为实现上述目的，本发明所述导热绝缘材料制备方法为，

(1)配料：取立方氮化硼8-20％，纳米氧化锆5-10％，纳米二硫化钼1-5％，鳞片石墨纳米粉或中间相纳米碳粉1-5％，塑料材料60-85％。

(2)烘料：在真空干燥箱或普通烘箱50-100℃烘料1-12小时；

(3)混合：将烘干料放入反应釜或双螺杆挤出机注塑机中混合，混合时温度范围在140-290℃，混合时间为2-5分钟；

(4)成型：模压或挤出、注射成型；所述模压压力或挤出、注射成型的工作压力为100-200MPa。

(5)包装：采用真空包装机对产品进行包装。

本发明与现有技术相比具有下列优点：1、本发明使用纳米二硫化钼做微小气孔填充(填补)物，主要目的是把塑料材料之所有微小气孔填充(填补)完全，使此设备的微小气孔中无空气存在达到提高导热系数之目的。2、工艺简单，生产成本低廉。

具体实施方式

本发明所述的导热绝材料由立方氮化硼，纳米氧化锆，纳米二硫化钼，鳞片石墨纳米粉或中间相纳米碳粉，聚苯乙烯等塑料材料组成，比例分别为8-20％，5-10％，1-5％，1-5％，60-85％。

制造时称取立方氮化硼、纳米氧化锆、纳米二硫化钼、鳞片石墨纳米粉或中间相纳米碳粉、聚苯乙烯(或者ABS、PI、PC)等塑料材料，烘料1-12小时，放入双螺杆挤出机中在140-290℃下混合2-5分钟后模压或挤出、注射成型；所述模压压力或挤出、注射成型的工作压力为100-200MPa。

实施例一

称取20kg立方氮化硼、10kg纳米氧化锆、5kg纳米二硫化钼、5kg鳞片石墨纳米粉、60kg聚苯乙烯，烘料2小时，放入双螺杆挤出机中在140-190℃下混合3分钟后挤出或注射成型；所述挤出或注射成型的工作压力为110MPa。所得材料的导热系数为18W/m·K，20℃时体积电阻为1.0×10⁵m。

实施例二

称取15kg立方氮化硼、4kg纳米氧化锆、3kg纳米二硫化钼、5kg中间相纳米碳粉、75kgABS，烘料3小时，放入双螺杆挤出机中在150-200℃下混合4分钟后挤出或注射成型；所述挤出或注射成型的工作压力为100MPa。所得材料的导热系数为10W/m·K，20℃时体积电阻为0.6×10⁵m。

实施例三

称取10kg立方氮化硼、6kg纳米氧化锆、4kg纳米二硫化钼、1kg中间相纳米碳粉、80kgABS，烘料10小时，放入双螺杆挤出机中在210-290℃下混合3分钟后挤出或注射成型；所述挤出或注射成型的工作压力为130MPa。所得材料的导热系数为6W/m·K，20℃时体积电阻为0.2×10⁵m。

本发明可直接用于电器机壳材料。这些材料可以使热从热源经过导热机壳散发到较冷的环境例如空气中，使更多的热尽快被分散，因此能降低电子器件运行的温度，提高电子器件的寿命。

Claims (7)

1、一种导热绝缘材料，其特征在于：它的组份和重量百分数范围为，立方氮化硼8-20％，纳米氧化锆5-10％，纳米二硫化钼1-5％，鳞片石墨纳米粉或中间相纳米碳粉1-5％，塑料材料60-85％。

2、如权利要求1所述的导热绝缘材料，其特征在于：所述的立方氮化硼比体积电阻在20℃时为1.7×10⁵m，在500℃时为2.3×10¹²m；热导率为12.3-28.9W/(m·K)。

3、如权利要求1所述的导热绝缘材料，其特征在于：所述的纳米氧化锆粒径为0.1-3微米，比表面积大于40m²/g。

4、如权利要求1所述的导热绝缘材料，其特征在于：所述的纳米二硫化钼粒径为0.1-3微米，比表面积大于40m²/g。

5、如权利要求1所述的导热绝缘材料，其特征在于：所述的鳞片石墨纳米粉的粒度为100nm以下，含碳量90％以上，含灰份小于0.1％，水份小于0.1％，含硫量300ppm以下，含铁量0.01％以下；所述的中间相纳米碳粉的粒度为100nm以下，含碳量60％以上，软化点275-285℃，喹啉不溶物15-30wt％，甲苯不溶物60-80wt％。

6、如权利要求1所述的导热绝缘材料，其特征在于：所述的塑料材料包括聚苯乙烯(PS)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)、聚酰亚胺(PI)、聚碳酸脂(PC)。

7、一种导热绝缘材料的制造方法，其特征在于：

(1)配料：取立方氮化硼8-20％，纳米氧化锆5-10％，纳米二硫化钼1-5％，鳞片石墨纳米粉或中间相纳米碳粉1-5％，塑料材料60-85％；

(2)烘料：在真空干燥箱或普通烘箱50-100℃烘料1-12小时；

(3)混合：将烘干料放入反应釜或双螺杆挤出机注塑机中混合，混合时温度范围在140-290℃，混合时间为2-5分钟；

(4)成型：模压或挤出、注射成型；所述模压压力或挤出、注射成型的工作压力为100-200MPa。

(5)包装：采用真空包装机对产品进行包装。