CN103146182A - 高散热氮化物复合材料及其制备方法 - Google Patents

高散热氮化物复合材料及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN103146182A
CN103146182A CN2012101100169A CN201210110016A CN103146182A CN 103146182 A CN103146182 A CN 103146182A CN 2012101100169 A CN2012101100169 A CN 2012101100169A CN 201210110016 A CN201210110016 A CN 201210110016A CN 103146182 A CN103146182 A CN 103146182A
Authority
CN
China
Prior art keywords
heat radiation
nitride
high heat
ceramic composites
nitride ceramic
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN2012101100169A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103146182B (zh
Inventor
孔作万
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dongguan Changping Dajingjiu High Polymer Electric Conduction Static Electricity Research Center
DONGGUAN POWIDE THERMOLYSIS TECHNOLOGY CO., LTD.
Original Assignee
孔作万
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 孔作万 filed Critical 孔作万
Priority to CN201210110016.9A priority Critical patent/CN103146182B/zh
Publication of CN103146182A publication Critical patent/CN103146182A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103146182B publication Critical patent/CN103146182B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/25Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/88Thermal treatment of the stream of extruded material, e.g. cooling
    • B29C48/911Cooling
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/03Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor characterised by the shape of the extruded material at extrusion
    • B29C48/04Particle-shaped
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/25Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/36Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die
    • B29C48/395Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die using screws surrounded by a cooperating barrel, e.g. single screw extruders
    • B29C48/40Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die using screws surrounded by a cooperating barrel, e.g. single screw extruders using two or more parallel screws or at least two parallel non-intermeshing screws, e.g. twin screw extruders

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Ceramic Products (AREA)

Abstract

本发明公开一种高散热氮化物复合材料及其制备方法,主要是通过有机硅矽油与六方氮化硼和氮化铝的粉体,在高低温混合优化,加入聚酰胺塑料,高温与低温共混而成,进入双螺杆融熔塑化共混,促进物料经双螺杆同向挤出的基础上有程序地排列,使整体复合材料在每个散热通道上构成电子网状的结构,形成定向有序排列的固定,当材料吸收热量的同时,该材料内部体积自然能形成微通道吸收外部的空气与对流,形成热流转变为散热的主要通道,从而产生高散热辐射传递的效应,从而使本材料具有良好的散热性能。

Description

高散热氮化物复合材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及高散热氮化物复合材料,尤其涉及一种高散热氮化物复合材料及其制备方法,该复合材料为CTI高绝缘爬孤漏电为:(500/V)。高压耐击穿7000伏的白色氮化物复合塑料。 
  
背景技术
随着LED电子电器产品和产业化的快速发展,散热材料越来越成为制约光电行业和电子电器产业化发展的瓶颈,特别是大功率LED的散热问题成为阶段性技术和进步的首要关键。 
目前,LED的散热部份,大多数选用传统金属铝材料,使用金属铝,其导热性和散热性等优良,但是由于铝材长时间使用时其表面和体积产生自然氧化,漏电安全且无法解决:对导热散热性能明显会下降,散热器体积大,其铝密度为2.7~3.2,质量比较重,由于铝材是导体对电性能安全系数不可靠,进而就不利于散热器的小型化和大型化以及生产,对散热器的散热系数提高带来了很大的问题。 
六方氮化硼具有精度高,导热性和散热性优良,利用六方氮化硼材料制备散热器可对LED的热阻传递和散热辐射有着高效应的解决。但是由于六方氮化硼是固体粉状,成型非常困难,需要高温烧结和烦琐的加工工艺,这就严重制约了六方氮化硼工艺流程和产业化发展,如何通过对六方氮化硼的改性,以便可以通过注射成型,易获得不同大小形状的散热器,并且大幅度降低成本,简化加工工艺,成为LED散热器材料是一个革命发展的方向,促进广大厂家生产光电行业产品的散热问题:迫切需要解决的一个重大技术和突破点。 
  
发明内容
有鉴于此,本发明针对现有技术存在之内容,其主要目的是提供一种高散热氮化物复合材料及其制备方法,其通过对六方氮化硼的改性,以便可以通过注射成型,易获得不同大小产品形状的散热器,并且大幅度降低成本,简化加工工艺。 
为实现上述目的,本发明采用如下之技术方案: 
一种高散热氮化物复合材料,下列原料按质量百分比制备而成:六方氮化硼20~50%、聚酰胺30~60%、氮化铝10~20%和氧化锆2~8%,以上各组分之和为100%。
作为一种优选方案,所述六方氮化硼的粒度为3000~6000目,氮化铝的粒度为500~3000目,氧化锆的粒度为2000~3000目。 
作为一种优选方案,所述聚酰胺的分子式为[-NH-(CH2)5-CO-],密度为1.13g/cm3,粘度为3.7,熔点为220℃,热分解温度为大于:380℃以上,吸水率为2~4%。 
作为一种优选方案,进一步包括有以下按质量百分比原料制备而成:无碱玻璃纤维2%、双马来酰亚胺1%、云母1%以及硅烷偶联剂0.5%。 
作为一种优选方案,进一步包括有以下按质量百分比原料制备而成:有机硅矽油3%、抗氧剂168型0.3%以及热稳定剂1010型0.2%。 
作为一种优选方案,所述高散热氮化物复合材料由下列原料按质量百分比制备而成:六方氮化硼20%、聚酰胺60%、氮化铝10%、氧化锆2%、无碱玻璃纤维2%、双马来酰胺1%、云母1%、硅烷偶联剂0.5%、有机硅矽油3%、抗氧剂168型0.3%以及热稳定剂1010型0.2%。 
作为一种优选方案,所述高散热氮化物复合材料由下列原料按质量百分比制备而成:六方氮化硼25%、聚酰胺48%、氮化铝12%、氧化锆3%、无碱玻璃纤维3%、双马来酰胺1.5%、云母2%、硅烷偶联剂1%、有机硅矽油3.5%、抗氧剂168型0.4%以及热稳定剂1010型0.6%。 
作为一种优选方案,所述高散热氮化物复合材料由下列原料按质量百分比制备而成:六方氮化硼30%、聚酰胺40%、氮化铝12.5%、氧化锆2.5%、无碱玻璃纤维2.5%、双马来酰胺1.5%、云母1.6%、硅烷偶联剂1.4%、有机硅矽油6%、抗氧剂168型1%以及热稳定剂1010型1%。 
作为一种优选方案,所述高散热氮化物复合材料由下列原料按质量百分比制备而成:六方氮化硼37%、聚酰胺32%、氮化铝11%、氧化锆4%、无碱玻璃纤维3.5%、双马来亚酰胺3%、云母1.7%、硅烷偶联剂1.8%、有机硅矽油5%、抗氧剂168型0.6%以及热稳定剂1010型0.4%。 
作为一种优选方案,所述高散热氮化物复合材料由下列原料按质量百分比制备而成:六方氮化硼35%、聚酰胺30%、氮化铝14%、氧化锆8%、无碱玻璃纤维2%、双马来酰胺1.2%、云母1.3%、硅烷偶联剂3%、有机硅矽油4.5%、抗氧剂168型0.7%以及热稳定剂1010型0.3%。 
作为一种优选方案,所述高散热氮化物复合材料由下列原料按质量百分比制备而成:六方氮化硼27%、聚酰胺33%、氮化铝20%、氧化锆3.5%、无碱玻璃纤维5%、双马来酰亚胺1.7%、云母1.3%、硅烷偶联剂1.5%、有机硅矽油6%、抗氧剂168型0.8%以及热稳定剂1010型0.2%。 
作为一种优选方案,所述高散热氮化物复合材料由下列原料按质量百分比制备而成:六方氮化硼50%、聚酰胺25%、氮化铝11%、氧化锆2.7%、无碱玻璃纤维2.3%、双马来酰胺1.2%、云母1.8%、硅烷偶联剂2%、有机硅矽油3%、抗氧剂168型0.3%以及热稳定剂1010型0.7%。 
一种高散热氮化物复合材料的制备方法,包括以下步骤: 
(1)首先,将定量的有机硅矽油加入与六方氮化硼3000~6000目细度,进入在高低温搅拌器中混合处理;设定转速低、中、高的速度进行预热混合及处理,依次加入氮化铝、氧化锆、云母混合处理,高速搅拌,速率为500 ~1000 r/min,搅拌时间为3~10min,加热恒温到210~230℃,将物料充分优化处理,然后冷却散热至80℃,得到了第一段优质混合粉末;
(2)在混合粉末中依次加入定量的硅烷偶联剂,即刻转换高速搅拌2~5min,按比例加入聚酰胺、抗氧剂168型和热稳定剂1010型及双马来酰亚胺和无碱玻璃纤维,在高速混合机内进行混合2~5min,混合机速率设定为500 ~600 r/min,温度设定在230~235℃,抽真空,排气、使物料得到了半溶化状况,促进物料混合物形成块状,冷却、散热,将混合物块状在高速破碎机进行破碎,完成了阶段性的流程步骤;
(3)挤出成型,选择特殊双螺杆挤出机,温度设定在小于280℃以下,螺杆转速设定在300~500 r/min,将破碎混合物经双螺杆塑化、共混、排气、抽真空、挤压、冷却、切粒,得到了高散热氮化物复合塑料。
本发明与现有技术对比方案,具有明显的优点和有益效果,具体而言;由上述技术方案实施: 
本发明六方氮化硼与氮化铝加入有机硅矽油与双马来酰亚胺而优化与结构,同时提高其导热系数,并通过添加聚酰胺和其它助剂在双螺杆优化复合等共混改性,制造出高散热氮化物复合材料,该材料通过成型产品,具有高绝缘,高强度,高散热与导热,高流动性,耐高温,比重轻,任意在普通注塑机可注塑成型,广泛用于光电行业和LED产业中的散热结构系统,取代LED用于传统金属铝材和陶瓷复合材料的散热功能等关键点。  
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的描述: 
本发明所述的高散热氮化物复合材料,选取的高纯度的六方氮化硼细度为3000~6000目,选取氮化铝细度为500~3000目,选取氧化锆细度为2000~3000目,选取有机硅矽油和硅烷偶联剂的两种物质组合,选取聚酰胺的分子式为[-NH-(CH2)5-CO-],密度为1.13g/cm3,粘度为3.7,熔点为220℃,热分解温度大于:380℃以上,吸水率为2~4%。
实施例一 
(1)首先将高纯六方氮化硼20KG,依次加入有机硅矽油3KG,在高低温搅拌器中,再次加入、氮化铝10KG、氧化锆2KG、云母1KG,混合处理,高速搅拌,速率为500~1000 r/min,搅拌时间为3~5min,加热恒温至210~230℃,将物料允份优化处理,使分子结构让其有序地排列,然后冷却、排气、散热至80℃左右,得到了阶段性总体排列的混合物粉末。
(2)在有序排列的混合物粉末,依次加入硅烷偶联剂0.5KG,进入高速搅拌2~5min,按比例加入聚酰胺60KG,抗氧剂168型0.3KG,热稳定剂1010型0.2KG,双马来酰亚胺1KG,无碱玻璃纤维2KG,在高速捏合机内进行混合2~5min,捏合机速率设定为500 ~600 r/min,温度设定在230~235℃,抽真空,排气,得到了初步溶化的混合物、形成奖状,冷却、散热,使物料有序地形成网状与微通道的结构,得到了半溶化复合物,转换成块状,冷却、散热,保持物料的物理特性及力学性能,更突出保持材料的散热效应,然后将复合物的块状,在高速破碎机进行破碎,完成了阶段性的实施方式。 
(3)挤出成型,选择特殊双螺杆挤出机,温度设定在小于280度以下,螺杆转速300~500 r/min,将破碎混合物经双螺杆塑化、共混、排气、抽真空、挤压、冷却、切粒,制造得到了高散热氮化物复合材料100KG。 
本实施例中高散热氮化物复合材料的各组分参见表1。 
表1 
Figure 70217DEST_PATH_IMAGE001
实施例二
(1)首先将高纯六方氮化硼25KG,依次加入有机硅矽油3.5KG,在高低温搅拌器中进行低、中、高的速度预热混合及处理,依次加入、氮化铝12KG、氧化锆3KG、云母2KG,混合处理,高速搅拌,速率为500 ~1000 r/min,搅拌时间为3~5min,加热恒温至210~230℃,将物料充分优化处理及有序排列,然后冷却、排气、散热至80℃左右,得到了阶段性排列的混合物粉末。
(2)在有序排列的混合物粉末,依次加入硅烷偶联剂1KG,进入高速搅拌2~5min,按比例加入聚酰胺48KG,抗氧剂168型0.4KG,热稳定剂1010型0.6KG,双马来酰亚胺1.5KG,无碱玻璃纤维3KG,在高速混合机内进行混合2~5min,混合机速率设定为500 ~600 r/min,温度设定在230~235℃,抽真空,排气得到半溶化混合物块状,冷却、散热,使物料有序地形成网状与微通道的结构,得到了半溶化复合物,转换成块状,冷却、散热,保持物料的物理特性能及力学性能、更突出保持材料的散热效应,然后将复合物块状,在高速破碎机进行破碎,完成了阶段性的实施方式。 
(3)挤出成型,选择特殊双螺杆挤出机,温度设定在小于280℃以下,螺杆转速300 ~500 r/min,将破碎混合物经双螺杆塑化、共混、排气、抽真空、挤压、冷却、切粒,制造得到了高散热氮化物复合材料100KG。 
本实施例中高散热氮化物复合材料的各组分参见表2。 
表2 
Figure 2012101100169100002DEST_PATH_IMAGE002
实施例三
(1)首先将高纯六方氮化硼30KG,依次加入有机硅矽油6KG,在高低温搅拌器中进行低、中、高的速度预热混合及处理,依次加入、氮化铝12.5KG、氧化锆2.5KG、云母1.6KG,混合处理,高速搅拌,速率为500 ~1000 r/min,搅拌时间为3~5min,加热恒温至210~230℃,将物料充分优化处理及有序排列,然后冷却、排气、散热至80℃左右,得到了阶段性排列和混合物粉末。
(2)在有序排列的混合物粉末,依次加入硅烷偶联剂1.4KG,进入高速搅拌2~5min,按比例加入聚酰胺40KG,抗氧剂168型1KG,热稳定剂1010型1KG,双马来酰亚胺1.5KG,无碱玻璃纤维2.5KG,在高速混合机内进行混合2~5min,混合机速率设定为500 ~600 r/min,温度设定在230~235℃,抽真空,排气得到半溶化混合物块状,冷却、散热,使物料有序地形成网状与微通道的结构,得到了半溶化复合物,转换成块状,冷却、散热,保持物料的物理特性能及力学性能、更突出保持材料的散热效应,然后将复合物块状,在高速破碎机进行破碎,完成了阶段性的实施方式。 
(3)挤出成型,选择特殊双螺杆挤出机,温度设定在小于280℃以下,螺杆转速300 ~500 r/min,将破碎混合物经双螺杆塑化、共混、排气、抽真空、挤压、冷却、切粒,制造得到了高散热氮化物复合材料100KG。 
本实施例中高散热氮化物复合材料的各组分参见表3。 
表3 
Figure 293083DEST_PATH_IMAGE003
实施例四
(1)首先将高纯六方氮化硼37KG,依次加入有机硅矽油5KG,在高低温搅拌器中进行低、中、高的速度预热混合及处理,依次加入、氮化铝11KG、氧化锆4KG、云母1.7KG,混合处理,高速搅拌,速率为500 ~1000 r/min,搅拌时间为3~5min,加热恒温至210~230℃,将物料充分优化处理及有序排列,然后冷却、排气、散热至80℃左右,得到了第一段排列混合物粉末。
(2)在有序排列的混合物粉末,依次加入硅烷偶联剂1.8KG,进入高速搅拌2~5min,按比例加入聚酰胺32KG,抗氧剂168型0.6KG,热稳定剂1010型0.4KG,双马来酰亚胺3KG,无碱玻璃纤维3.5KG,在高速混合机内进行混合2~5min,混合机速率设定为500 ~600 r/min,温度设定在230~235℃,抽真空,排气得到半溶化混合物块状,冷却、散热,使物料有序地形成网状与微通道的结构,得到了半溶化复合物,转换成块状,冷却、散热,保持物料的物理特性能及力学性能,更突出保持材料的散热效应,然后将复合物的块状,在高速破碎机进行破碎,完成了阶段性的实施方式。 
(3)挤出成型,选择特殊双螺杆挤出机,温度设定在小于280℃以下,螺杆转速300 ~500 r/min,将破碎混合物经双螺杆塑化、共混、排气、抽真空、挤压、冷却、切粒,制造得到了高散热氮化物复合材料100KG。 
本实施例中高散热氮化物复合材料的各组分参见表4。 
表4 
Figure 2012101100169100002DEST_PATH_IMAGE004
实施例五
(1)首先将高纯六方氮化硼35KG,依次加入有机硅矽油4.5KG,在高低温搅拌器中进行低、中、高的速度预热混合及处理,依次加入、氮化铝14KG、氧化锆8KG、云母1.3KG,混合处理,高速搅拌,速率为500~1000 r/min,搅拌时间为3~5min,加热恒温至210~230℃,将物料充分优化处理及有序排列,然后冷却、排气、散热至80℃左右,得到了第一段排列混合物粉末。
(2)在有序排列的混合物粉末,依次加入硅烷偶联剂3KG,进入高速搅拌2~5min,按比例加入聚酰胺30KG,抗氧剂168型0.7KG,热稳定剂1010型0.3KG,双马来酰亚胺1.2KG,无碱玻璃纤维2KG,在高速混合机内进行混合2~5min,混合机速率设定为500 ~600 r/min,温度设定在230~235℃,抽真空,排气得到半溶化混合物块状,冷却、散热,使物料有序地形成网状微通道的结构,得到了半溶化复合物,转换成块状,冷却、散热,保持物料的物理特性能及力学性能,更突出保持材料的散热效应,然后将复合物块状,在高速破碎机进行破碎,完成了阶段性的实施方式。 
(3)挤出成型,选择特殊双螺杆挤出机,温度设定在小于280℃以下,螺杆转速300 ~500 r/min,将破碎混合物经双螺杆塑化、共混、排气、抽真空、挤压、冷却、切粒,制造得到了高散热氮化物复合材料100KG。 
本实施例中高散热氮化物复合材料的各组分参见表5。 
表5 
Figure 72820DEST_PATH_IMAGE005
实施例六
(1)首先将高纯六方氮化硼27KG,依次加入有机硅矽油6KG,在高低温搅拌器中进行低、中、高的速度预热混合及处理,依次加入、氮化铝20KG、氧化锆3.5KG、云母1.3KG,混合处理,高速搅拌,速率为500 ~1000 r/min,搅拌时间为3~5min,加热恒温至210~230℃,将物料充分优化处理及有序排列,然后冷却、排气、散热至80℃左右,得到了第一段排列混合物粉末。
(2)在有序排列的混合物粉末,依次加入硅烷偶联剂6KG,进入高速搅拌2~5min,按比例加入聚酰胺33KG,抗氧剂168型0.8KG,热稳定剂1010型0.2KG,双马来酰亚胺1KG,无碱玻璃纤维5KG,在高速混合机内进行混合2~5min,混合机速率设定为500 ~600 r/min,温度设定在230~235℃,抽真空,排气得到半溶化混合物块状,冷却、散热,使物料有序地形成网状与微通道的结构,得到了半溶化复合物,转换成块状,冷却、散热,保持物料的物理特性能及力学性能、更突出保持材料的散热效应,然后将复合物块状,在高速破碎机进行破碎,完成了阶段性的实施方式。 
(3)挤出成型,选择特殊双螺杆挤出机,温度设定在小于280℃以下,螺杆转速300 ~500 r/min,将破碎混合物经双螺杆塑化、共混、排气、抽真空、挤压、冷却、切粒,制造得到了高散热氮化物复合材料100KG。 
本实施例中高散热氮化物复合材料的各组分参见表6。 
表6 
Figure 2012101100169100002DEST_PATH_IMAGE006
实施例七
(1)首先将高纯六方氮化硼50KG,依次加入有机硅矽油3KG,在高低温搅拌器中进行低、中、高的速度预热混合及处理,依次加入、氮化铝11KG、氧化锆2.7KG、云母1.8KG,混合处理,高速搅拌,速率为500 ~1000 r/min,搅拌时间为3~5min,加热恒温至210~230℃,将物料充分优化处理及有序排列,然后冷却、排气、散热至80℃左右,得到了第一段排列混合物粉末。
(2)在有序排列的混合物粉末,依次加入硅烷偶联剂2KG,进入高速搅拌2~5min,按比例加入聚酰胺25KG,抗氧剂168型0.3KG,热稳定剂1010型0.7KG,双马来酰亚胺1.2KG,无碱玻璃纤维2.3KG,在高速混合机内进行混合2~5min,混合机速率设定为500 ~600 r/min,温度设定在230~235℃,抽真空,排气得到半溶化混合物块状,冷却、散热,使物料有序地形成网状与微通道的结构,得到了半溶化复合物,转换成块状,冷却、散热,保持物料的物理特性能及力学性能、更突出保持材料的散热效应,然后将复合物块状,在高速破碎机进行破碎,完成了阶段性的实施方式。 
(3)挤出成型,选择特殊双螺杆挤出机,温度设定在小于280℃以下,螺杆转速300 ~500 r/min,将破碎混合物经双螺杆塑化、共混、排气、抽真空、挤压、冷却、切粒,制造得到了高散热氮化物复合材料100KG。 
本实施例中高散热氮化物复合材料的各组分参见表7。 
表7 
Figure 530346DEST_PATH_IMAGE007
上述7个实施例仅仅是为了加深对本实际发明的理解而举出例子。上述7个具体实例配比的六方氮化硼、聚酰胺、氮化铝、无碱玻璃纤维、双马来酰亚胺、云母、硅烷偶联剂、有机硅矽油、抗氧剂168型、热稳定剂1010型等、含量均可控制在规定的范围内,且均可实现本发明所述的有效成果,其具体的有效成果参见表8
表8  LED球泡灯示例配方的散热性能表
Figure 2012101100169100002DEST_PATH_IMAGE008
注:将高散热氮化物复合材料注塑成型LED球泡灯(白色)芯片发光体的面体62mm宽*60mm高的整体散热灯壳,按装发光体芯片及铝基板,连接启动电源,封装扩散PC罩,启动220V电源输入,通过启动电源转换6~12V控制电流300~350mA,输给发光体芯片5W,当每1W芯片发光的同时,芯片的微原子以每秒钟激发3万多个微原子互动,芯片的热阻瞬间产生传递给予铝基板,由铝基板传递给予氮化物复合塑料壳体,当铝基板温度升之为40℃左右时,复合塑料壳体内部的微通道瞬间打开,吸收外部空气,和内部的热流,进行互动,促进塑料壳体的热量向外部散热,有效形成空气对流、辐射、传递的效应,使铝基板的温度控制在65℃以内的热阻,促进LED的寿命在40000万~50000万以内小时,环境温度在25℃,相对湿度在65℃,耐高压漏电击穿(AC)达到7000伏。
本发明所述的高散热氮化物复合塑料,包括如下组分以及重量百分比:六方氮化硼10~50%,聚酰胺10~60%,氮化铝10~20%,氧化锆2~8%,无碱玻璃纤维2~5%,双马来酰亚胺1~3%,云母1~2%,硅烷偶联剂0.5~3%,有机硅矽油3~6%,抗氧化剂168型0.3~1%,热稳定剂1010型0.2~1%。通过特殊工艺优化及处理与聚酰胺共混复合,形成有序排列,使复合塑料的网状结构通过气流和热流的互动,产生微通道打开,使塑料具有高散热的性能。 
在物料工艺流程和加工过程中,主要是通过有机硅矽油与六方氮化硼和氮化铝的粉体,在高低温混合优化,加入聚酰胺塑料(重量占比例:10~60%),高温与低温共混而成,即在高速与低速搅拌过程中的混合物,进入双螺杆融熔塑化共混之中,在流动定性的基础上有程序地排列,使复合材料在每个散热通道上构成电子网状的结构,形成定向有序排列的固定,当给予热量的同时,该材料自然能打开微通道进行空气对流、形成热能转换为散热的主要通道,从而产生高散热辐射传递的效应,并且具有高漏电CTI·550V,高绝缘5000~7000V,AC耐高压击穿和防雷击等功能,同时加入少量的氧化锆及云母和无碱玻璃纤维,对材料提高导热和散热的补充和微通道构建,使材料的整体结构具有很高的散热功能,加入双马来酰亚胺和硅烷偶联剂的作用,促进混合物与聚酰胺相容性和熔体质量流动速率的提高,使材料在高填充的复合下、确保其力学性能和物理性能,进而使材料能够注塑成型为:大中小的制品。加入抗氧剂使复合材料具有耐高温和抗老化效应。从而实现本材料具有良好的散热性能。 
以上所述,仅是本发明的最佳实施例而在,并非对本发明的技术范围不作任何限制,为此是依据本发明的技术实例对以上实施例所作的任何细微不予以修改等,均仍属于本发明范围内。 

Claims (13)

1.一种高散热氮化物复合材料,其特征在于:由下列原料按质量百分比制备而成:六方氮化硼20~50%、聚酰胺30~60%、氮化铝10~20%和氧化锆2~8%,以上各组分之和为100%。
2.根据权利要求1所述的高散热氮化物复合材料,其特征在于:所述六方氮化硼的粒度为3000~6000目,氮化铝的粒度为500~3000目,氧化锆的粒度为2000~3000目。
3.根据权利要求1所述的高散热氮化物复合材料,其特征在于:所述聚酰胺的分子式为[-NH-(CH2)5-CO-],密度为1.13g/cm3,粘度为3.7,熔点为220℃,热分解温度为大于:380℃以上,吸水率为2~4%。
4.根据权利要求1所述的高散热氮化物复合材料,其特征在于:进一步包括有以下按质量百分比原料制备而成:无碱玻璃纤维2%、双马来酰亚胺1%、云母1%以及硅烷偶联剂0.5%。
5.根据权利要求4所述的高散热氮化物复合材料,其特征在于:进一步包括有以下按质量百分比原料制备而成:有机硅矽油3%、抗氧剂168型0.3%以及热稳定剂1010型0.2%。
6.根据权利要求1所述的高散热氮化物复合材料,其特征在于:所述高散热氮化物复合材料由下列原料按质量百分比制备而成:六方氮化硼20%、聚酰胺60%、氮化铝10%、氧化锆2%、无碱玻璃纤维2%、双马来酰胺1%、云母1%、硅烷偶联剂0.5%、有机硅矽油3%、抗氧剂168型0.3%以及热稳定剂1010型0.2%。
7.根据权利要求1所述的高散热氮化物复合材料,其特征在于:所述高散热氮化物复合材料由下列原料按质量百分比制备而成:六方氮化硼25%、聚酰胺48%、氮化铝12%、氧化锆3%、无碱玻璃纤维3%、双马来酰胺1.5%、云母2%、硅烷偶联剂1%、有机硅矽油3.5%、抗氧剂168型0.4%以及热稳定剂1010型0.6%。
8.根据权利要求1所述的高散热氮化物复合材料,其特征在于:所述高散热氮化物复合材料由下列原料按质量百分比制备而成:六方氮化硼30%、聚酰胺40%、氮化铝12.5%、氧化锆2.5%、无碱玻璃纤维2.5%、双马来酰胺1.5%、云母1.6%、硅烷偶联剂1.4%、有机硅矽油6%、抗氧剂168型1%以及热稳定剂1010型1%。
9.根据权利要求1所述的高散热氮化物复合材料,其特征在于:所述高散热氮化物复合材料由下列原料按质量百分比制备而成:六方氮化硼37%、聚酰胺32%、氮化铝11%、氧化锆4%、无碱玻璃纤维3.5%、双马来亚酰胺3%、云母1.7%、硅烷偶联剂1.8%、有机硅矽油5%、抗氧剂168型0.6%以及热稳定剂1010型0.4%。
10.根据权利要求1所述的高散热氮化物复合材料,其特征在于:所述高散热氮化物复合材料由下列原料按质量百分比制备而成:六方氮化硼35%、聚酰胺30%、氮化铝14%、氧化锆8%、无碱玻璃纤维2%、双马来酰胺1.2%、云母1.3%、硅烷偶联剂3%、有机硅矽油4.5%、抗氧剂168型0.7%以及热稳定剂1010型0.3%。
11.根据权利要求1所述的高散热氮化物复合材料,其特征在于:所述高散热氮化物复合材料由下列原料按质量百分比制备而成:六方氮化硼27%、聚酰胺33%、氮化铝20%、氧化锆3.5%、无碱玻璃纤维5%、双马来酰亚胺1.7%、云母1.3%、硅烷偶联剂1.5%、有机硅矽油6%、抗氧剂168型0.8%以及热稳定剂1010型0.2%。
12.根据权利要求1所述的高散热氮化物复合材料,其特征在于:所述高散热氮化物复合材料由下列原料按质量百分比制备而成:六方氮化硼50%、聚酰胺25%、氮化铝11%、氧化锆2.7%、无碱玻璃纤维2.3%、双马来酰胺1.2%、云母1.8%、硅烷偶联剂2%、有机硅矽油3%、抗氧剂168型0.3%以及热稳定剂1010型0.7%。
13.一种高散热氮化物复合材料的制备方法,其特征在于:包括以下步骤:
(1)首先,将定量的有机硅矽油加入与六方氮化硼3000~6000目细度,进入在高低温搅拌器中混合处理;设定转速为:低、中、高的速度进行预热混合及处理,依次加入氮化铝、氧化锆、云母混合处理,高速搅拌,速率为500 ~1000 r/min,搅拌时间为3~10min,加热恒温到210~230℃,将物料充分优化处理,然后冷却散热至80℃,得到了第一段优质混合粉末;
(2)在混合粉末中依次加入定量的硅烷偶联剂,即刻转换高速搅拌2~5min,按比例加入聚酰胺、抗氧剂168型和热稳定剂1010型及双马来酰亚胺和无碱玻璃纤维,在高速混合机内进行混合2~5min,混合机速率设定为500 ~600 r/min,温度设定在230~235℃,抽真空,排气、使物料得到了半溶化状况,促进物料混合物形成块状,冷却、散热,将混合物块状在高速破碎机进行破碎,完成了阶段性的流程步骤;
(3)挤出成型,选择特殊双螺杆挤出机,温度设定在小于280℃以下,螺杆转速设定在300~500 r/min,将破碎混合物经双螺杆塑化、共混、排气、抽真空、挤压、冷却、切粒,得到了高散热氮化物复合塑料。
CN201210110016.9A 2012-04-16 2012-04-16 高散热氮化物复合材料及其制备方法 Active CN103146182B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201210110016.9A CN103146182B (zh) 2012-04-16 2012-04-16 高散热氮化物复合材料及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201210110016.9A CN103146182B (zh) 2012-04-16 2012-04-16 高散热氮化物复合材料及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103146182A true CN103146182A (zh) 2013-06-12
CN103146182B CN103146182B (zh) 2015-09-09

Family

ID=48544522

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201210110016.9A Active CN103146182B (zh) 2012-04-16 2012-04-16 高散热氮化物复合材料及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103146182B (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104497558A (zh) * 2014-11-28 2015-04-08 广东银禧科技股份有限公司 一种新型导热尼龙复合材料及其制备方法
CN108727815A (zh) * 2018-06-26 2018-11-02 长春智享优创科技咨询有限公司 耐高温尼龙复合材料及其制备方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004010691A (ja) * 2002-06-05 2004-01-15 Shin Etsu Chem Co Ltd 熱伝導性シリコーンゴム成形物
CN101583670A (zh) * 2006-10-31 2009-11-18 大科能树脂有限公司 散热性树脂组合物、led实装用基板、反射器以及具有反射器部的led实装用基板
CN101835831A (zh) * 2007-08-20 2010-09-15 沙伯基础创新塑料知识产权有限公司 高介电常数的热塑性组合物、制备其的方法以及包含其的制品
CN102321364A (zh) * 2011-09-20 2012-01-18 东莞市普强高分子材料有限公司 抗静电高散热石墨复合聚酰胺塑料及其制备方法
CN102408710A (zh) * 2011-10-14 2012-04-11 中国工程物理研究院化工材料研究所 高导热尼龙66复合材料及其制备方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004010691A (ja) * 2002-06-05 2004-01-15 Shin Etsu Chem Co Ltd 熱伝導性シリコーンゴム成形物
CN101583670A (zh) * 2006-10-31 2009-11-18 大科能树脂有限公司 散热性树脂组合物、led实装用基板、反射器以及具有反射器部的led实装用基板
CN101835831A (zh) * 2007-08-20 2010-09-15 沙伯基础创新塑料知识产权有限公司 高介电常数的热塑性组合物、制备其的方法以及包含其的制品
CN102321364A (zh) * 2011-09-20 2012-01-18 东莞市普强高分子材料有限公司 抗静电高散热石墨复合聚酰胺塑料及其制备方法
CN102408710A (zh) * 2011-10-14 2012-04-11 中国工程物理研究院化工材料研究所 高导热尼龙66复合材料及其制备方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104497558A (zh) * 2014-11-28 2015-04-08 广东银禧科技股份有限公司 一种新型导热尼龙复合材料及其制备方法
CN108727815A (zh) * 2018-06-26 2018-11-02 长春智享优创科技咨询有限公司 耐高温尼龙复合材料及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN103146182B (zh) 2015-09-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103602060B (zh) 导热耐磨绝缘尼龙6复合材料及其制备方法
CN102321364B (zh) 抗静电高散热石墨复合聚酰胺塑料及其制备方法
CN104559149A (zh) 一种碳素复合高导热塑料材料及其制备方法
CN104559147A (zh) 一种抗滴落抑烟型环保导热材料及其制备方法
CN103738022B (zh) 一种导热绝缘复合材料及其制备方法
CN103044904A (zh) 一种led灯座专用导热绝缘材料及其制备方法
CN100410324C (zh) 一种玻璃纤维增强无卤阻燃尼龙66及其制备方法
CN104559145A (zh) 一种高韧性高导热高分子材料及其制备方法
CN105273399A (zh) 一种聚酰胺/石墨烯高导热奈米复合材料及其制备方法
CN102617927A (zh) 一种用于降低led结温的新型材料及其制备方法
CN102618029B (zh) 一种高抗冲击聚己内酰胺导热绝缘塑料及其制备方法
CN104981503A (zh) 导热塑料组合物、挤出装置和用于制备导热塑料的方法
CN105295317A (zh) 一种耐高低温pbt导散热材料及其制备方法及应用
CN103172924A (zh) 高导热聚合物复合材料及其制备方法
CN104559150A (zh) 一种抗静电己内酰胺导热材料及其制备方法
CN103571185B (zh) 一种具有高导热性能的绝缘工程塑料及其制备方法
CN103642219A (zh) 一种高导热耐高温ppo/pa合金及其制备方法
CN104072966A (zh) 一种多元复合导热功能母粒及制备方法
CN103509316A (zh) 一种高导热绝缘聚酯复合材料及制备方法
CN105924952A (zh) Led用导热绝缘复合材料及其制备方法
CN104788951A (zh) 一种led高导热性能复合材料及制备方法
CN102775744A (zh) 一种环保pbt工程塑料及其制备方法
CN105086155A (zh) 一种导热聚丙烯基复合材料及其制备方法
CN103146182B (zh) 高散热氮化物复合材料及其制备方法
CN103753726B (zh) 一种制备导热复合材料的方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
ASS Succession or assignment of patent right

Owner name: DONGGUAN CHANGPING DAJINGJIU HIGH POLYMER ELECTRIC

Free format text: FORMER OWNER: KONG ZUOWAN

Effective date: 20130821

C41 Transfer of patent application or patent right or utility model
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20130821

Address after: 523000, Dongguan, Guangdong province Changping big Beijing Kowloon Plastic City, plastic Hing Road, No. 8

Applicant after: Dongguan Changping Dajingjiu High Polymer Electric Conduction Static Electricity Research Center

Address before: Pu Yuan Dongcheng District sangyuan Industrial Zone West 523000 Guangdong city of Dongguan Province

Applicant before: Kong Zuowan

ASS Succession or assignment of patent right

Owner name: DONGGUAN POWADE OPTOELECTRONICS THERMOLYSIS TECHNO

Effective date: 20150728

C41 Transfer of patent application or patent right or utility model
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20150728

Address after: 523000, Dongguan, Guangdong province Changping big Beijing Kowloon Plastic City, plastic Hing Road, No. 8

Applicant after: Dongguan Changping Dajingjiu High Polymer Electric Conduction Static Electricity Research Center

Applicant after: DONGGUAN POWIDE THERMOLYSIS TECHNOLOGY CO., LTD.

Address before: 523000, Dongguan, Guangdong province Changping big Beijing Kowloon Plastic City, plastic Hing Road, No. 8

Applicant before: Dongguan Changping Dajingjiu High Polymer Electric Conduction Static Electricity Research Center

C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant