CN101735612A - 绝缘导热塑料 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种绝缘导热塑料，该塑料由塑料基体、绝缘导热填料、酚醛包覆树脂和其它加工助剂制成，其制备方法首先是将绝缘导热填料与新制备的碱性酚醛树脂水溶液加到混合干燥机中，加热搅拌脱水固化，使醛树树脂均匀包覆在绝缘导热填料表面，降低绝缘导热填料对后加工螺杆和模具的磨损，然后将包覆酚醛树脂的绝缘导热填料与塑料基体及其它加工助剂混合均匀，通过双螺杆挤出机挤出造粒。本发明的绝缘导热塑料具有较高的导热性能和良好的加工性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于传热和散热的绝缘导热塑料。
背景技术
在导热塑料的生产制造中必须使用螺杆机进行挤出和注塑。由于多数导热填料是高硬度的陶瓷粉体，如氧化铝、碳化硅、氮化铝等，而且添加量特别高，这就给导热塑料的加工设备带来严重的磨损，极大地限制了导热塑料的配制范围。
在已有导热塑料技术中，以氮化硼颗粒填充的聚合物基体，采用薄片状填料填充的聚合物基体。其中以薄片状，高长径比(5∶1-10∶1)填充的塑料具有较好的导热性能(ZL99815810.0)。所用的氮化硼为六方氮化硼，是一种象石墨一样的具有润滑功能的材料，不会对设备造成损害。然而，该填料成本高昂，而且难以获得。
ZL200510101700.0采用一种廉价的氧化镁制备了高填充的绝缘导热塑料。虽然，氧化镁比氧化铝、碳化硅等的硬度低，但仍然对设备有明显的磨损。
因此，寻找一种能够降低对加工设备磨损的方法，对拓展绝缘导热塑料的填料选用范围，延长加工设备寿命，制备高光泽塑料等有实际意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种绝缘导热塑料，能够在加工过程中减少高硬度填料对加工设备的磨损，制品加工性能良好。
本发明的发明目的可通过如下技术方案实现：一种绝缘导热塑料，由塑料基体、绝缘导热填料、酚醛包覆树脂和其它加工助剂制备而成，所述组分的质量份数如下：
塑料基体 100份
绝缘导热填料 100-400份
酚醛包覆树脂 1-5份
其它加工助剂 0-5份
所述的绝缘导热塑料中，组分的质量份数较好的范围是塑料基体100份、绝缘导热填料200-400份、酚醛包覆树脂1-5份、其它助剂0-5份。
所述的塑料基体是聚丙烯、聚苯硫醚、尼龙、PBT等热塑性塑料中的一种或一种以上混合物。
所述的酚醛包覆树脂是由苯酚、甲醛在氢氧化钠催化下制备的I阶酚醛树脂水溶液，然后该I阶酚醛树脂水溶液经过干燥固化后形成不溶不熔的III阶酚醛树脂，并包覆在所述绝缘导热填料的表面。
所述的绝缘导热填料为氧化镁、氧化铝、碳化硅、氮化铝等中的一种或一种以上混合物颗粒。
本发明的绝缘导热塑料的制备方法包括如下步骤：
步骤1：将绝缘导热填料加到混合干燥机中，开始搅拌；
步骤2：向混合干燥机加入稀释至5％-10％的碱性酚醛树脂水溶液；
步骤3：搅拌加热脱水，然后继续升温到150-180℃，使酚醛树脂固化包覆在绝缘导热填料颗粒的表面；经过此过程后，原来粉末状填料呈团粒状；
步骤4：降温到100℃以下，加入塑料基体和其它加工助剂，并混合均匀；
步骤5：将混合料加入到挤出机料斗，挤出造粒，制得绝缘导热塑料颗粒，供注射成型使用。
本发明与现有技术相比具有如下优点：
在高硬度的导热填料表面采用酚醛树脂包覆一层热固性树脂，减少了绝缘导热填料对加工设备的直接摩擦，延长了设备使用寿命，并且拓展了导热塑料中绝缘导热填料的选配范围。
具体实施方式
对比例A
氧化镁7.5公斤与铝酸酯偶联剂75克于80℃混合处理，然后与聚丙烯2.5公斤，及抗氧剂25克混合均匀后，加到双螺杆挤出机中，在200℃左右挤出造粒，得绝缘导热塑料颗粒。
将该塑料通过注射成型制得导热塑料制件，测导热塑料制件的50℃时导热率及机械性能，并在流变仪上测定该塑料粒对钢片的磨损性。
实施例1
在带加热的搅拌混合机中加入氧化镁7.5公斤，搅拌，缓慢加入固含量稀释至5％的新制备的碱性酚醛树脂水溶液1.5公斤，开始加热将水份蒸发，并加热至150-180℃使酚醛树脂交联固化反应30分钟。然后加入聚丙烯2.5公斤，抗氧剂25克，混合均匀后，加到双螺杆挤出机中，在200℃左右挤出造粒，得绝缘导热塑料颗粒。
将该塑料通过注射成型制得导热塑料制件，测导热塑料制件的50℃时导热率及机械性能。并在流变仪上测定该塑料粒对钢片的磨损性。
实施例2
实施例1中的酚醛树脂与填料重量比升至5％，其它条件一样。
对比例B
对比例A中的氧化镁换为氧化铝，其它条件一样。
实施例3
实施例1中的氧化镁换为氧化铝，其它条件一样。
实施例4
实施例2中的氧化镁换为氧化铝，其它条件一样。
各项性能测试数据列于表一。
表一氧化镁和氧化铝包覆处理前后的绝缘导热塑料的性能对比
[1]磨耗测试：在RM-200A转矩流变仪(哈尔滨市哈普电气技术有限责任公司)的压料塞前端加装可置换的磨耗钢片。钢片采用45号钢(未淬火)，每片尺寸重量一致。测试时将等体积量的导热塑料粒加入到设定温度的流变仪混合器中，压上装有新磨耗片的压料塞。在恒定转速下运行30分钟。取出压料塞磨耗钢片，用热的二甲苯回流洗去粘附的聚丙烯，测量钢片重量变化，该数值作为磨耗量比较填料对模具磨损的相对强度。
Claims (6)
1.一种绝缘导热塑料，其特征在于，由塑料基体、绝缘导热填料、酚醛包覆树脂和其它加工助剂制成，所述组分的质量份数用量如下：
塑料基体 100份
绝缘导热填料 100-400份
酚醛包覆树脂 1-5份
其它加工助剂 0-5份。
2.根据权利要求1所述的绝缘导热塑料，其特征在于，所述绝缘导热填料经过酚醛树脂包覆处理。
3.根据权利要求2所述的绝缘导热塑料，其特征在于，所述绝缘导热填料的酚醛树脂包覆处理方法是，将新制备的碱性酚醛树脂水溶液稀释到5-10％固含量，然后，与所述绝缘导热填料搅拌混合，并同时干燥脱水，保持搅拌加热至150-180℃使酚醛树脂固化于所述绝缘导热填料表面。
4.根据权利要求1或2所述的绝缘导热塑料，其特征在于，所述酚醛包覆树脂与所述绝缘导热填料的质量比是1/100至5/100。
5.根据权利要求1所述的绝缘导热塑料，其特征在于，所述塑料基体是聚苯硫醚、尼龙、PBT、PP等热塑性塑料中的一种或一种以上混合物。
6.根据权利要求1所述的绝缘导热塑料，其特征在于，所述绝缘导热填料为氧化镁、氧化铝、碳化硅、氮化铝等中的一种或多种混合物颗粒。
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