CN104292826A - 一种导热塑料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种导热塑料及制备方法。所述导热材料按重量百分比计算,由40-80%热塑性树脂、5-30%玻璃纤维、1-10%增韧剂、1-10%阻燃剂、1-15%导热助剂、1-10%润滑剂、1-5%分散剂和0.1-0.5%抗氧剂组成。其制备方法即将热塑性树脂、增韧剂、阻燃剂、导热助剂、润滑剂、分散剂和抗氧剂混合均匀后由双螺杆挤出机第一段筒体加入,将玻璃纤维由第四段筒体加入,控制转速为800-1200r/min进行挤出造粒,所得粒子控制温度为110℃烘4-5h,然后注塑,即得导热塑料。该导热塑料阻燃性能好、导热效率高,同时具有良好的力学性能。

Description

一种导热塑料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种导热塑料及其制备方法,属高分子材料领域。
背景技术
目前高分子材料中,国际上用塑料替代金属的应用不断扩大,世界各地的科学家通过各种试验,积极寻找新的功能性热塑性塑料,也成为企业争取更多户和扩大市场份额的重要组成部分。但是,金属的导热性,是普通塑料所不具备的。而目前在民用电子电器、玩具、通讯、线缆、军工等许多领域,都涉及到需要具有一定导热或散热功能的零件,同时需要有较高的机械强度和一定的耐温能力。这些产品目前基本上使用金属原材料生产,忍受着生产加工难度大,环节多,成本费用高,生产效率低等一系列缺点。而尼龙66的导热系数一般为0.25W/(m·K),这限制了其在散热、导热等领域的应用。
由于塑料在设计自由度高、易成型加工、质量轻和成本低等方面的优点,人们迫切希望更多地将塑料应用到电子电器工业中。但大多数塑料的导热系数很小,影响它们的应用,特别是在一些需要良好导热性能的场合。一些常见塑料的导热系数如下表所示:
从上表中可以看出,常见的导热塑料的导热系数较低,影响他们的应用,特别是需要良好导热性能的场合。在一些目前国内对不同领域的导热复合材料的研究报道多是导热胶粘剂、导热橡胶、导热灌封材料,同时,国内高导热塑料的研究主要是采用粉末混合、溶液混合、研磨混合和模压等方法。因熔融挤出法制备导热复合材料难以解决好导热填料分散性问题,所以对于采用熔融挤出法制备导热复合材料较少。产量居工程塑料首位的尼龙,由于具有优良的力学性能和较好的电性能,又具有耐磨、耐油、耐溶剂、自润滑、耐腐蚀性及良好的加工性能等优点,被广泛地应用于汽车、电子电器、机械、电气、兵器等领域。但尼龙66 的导热系数一般为0.24W·(m·K)-1,这限制了其在散热、导热等领域的应用。
    为适应电子电器工业的需要,近年来研究人员对塑料的导热性进行了大量的研究,针对不同的应用,成功开发了导电性导热塑料界面材料、导热膏、导热双面胶带、导热相变材料、导热电绝缘塑料等。提高塑料导热性的途径一是合成材料本身就是具有较高导热性的树脂基体,如具有良好导热性能的聚乙炔、聚苯胺、聚吡咯等,但此类材料价格昂贵并且性能上缺乏稳定性。二是采用具有高导热填料填充塑料来实现,通常采用的填料有金属粉末填料如铜粉、铝粉、金粉和银粉等,金属氧化物填料如氧化铝、氧化铋、氧化铍、氧化镁和氧化锌等,无机非金属填料如石墨、碳化硅、玻璃微珠、炭纤和陶瓷等,这种方法得到的导热塑料具有成本低、易加工、应用广的特点,但由于填料的加入,使材料的机械性能下降。由于尼龙材料是工程材料使用的首位,成本低,故对其改性。
中国专利文献CN102888094A涉及一种导热尼龙材料制作工艺,是由以下成分按重量比组成,尼龙:5-70%,导热纤维:3-45%;导热粉:20-70%;润滑剂:2-5%;偶联剂:0.2-1.0%;其他助剂:0.3-5.5%。该发明绿色环保导热尼龙材料能够替代金属原材料生产零配件或外壳,他同时即具有尼龙较高的物理机械性能,同时又具有金属材质的导热、散热功能和热稳定性能,从而生产采购方便,相关成本大幅下降,这样全面提高了竞争力。
中国专利文献CN103613923A公开了一种高导热尼龙复合材料及其制备方法。高导热尼龙复合材料属于功能高分子的一种。该复合材料由热塑性尼龙树脂基体、导热填料以及其它加工助剂制成,其导热系数大于2.7W/m·K。加工助剂可用硬脂酸酰胺、聚乙烯蜡、液体石蜡等。该方法操作简单,成本低廉,一步即可制备综合性能优良的导热复合材料,易于实现工业化生产,可广泛应用于汽车,家用电器、仪表外壳、电路元件等领域。
但是目前制备的导热塑料,由于现有技术的问题,存在一些导热率低,易燃烧,材料不环保,力学性能低等不足,从而导致材料的应用范围有限。因此,在保持尼龙材料的阻燃性能,如何提高其机械性能和导热性能成为本领域研究的热点。而本发明针对现有技术的不足,制备了既阻燃又导热而且获得良好机械性能的尼龙材料,具有十分广阔的应用前景。
发明内容
本发明的目的之一是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种导热塑料,该导热塑料阻燃性能好、导热效率高,同时具有良好的力学性能。
本发明的另一个目的是提供上述的一种导热塑料的制备方法。
本发明的技术方案
一种导热塑料,按重量百分比计算,其组成及含量如下:
聚酰胺               40-80%
玻璃纤维             5-30%
增韧剂               1-10%
阻燃剂               1-10%
导热助剂             1-15%
润滑剂               1-10%
分散剂               1-5%
抗氧剂               0.1-0.5%;
优选的组成及含量如下:
聚酰胺               40-70%
玻璃纤维             10-30%
增韧剂                5%
阻燃剂               5-10%
导热助剂             5-10%
润滑剂               2%
分散剂               2.7%
抗氧剂               0.3%;
特别优选的组成及含量如下:
聚酰胺               55%
玻璃纤维             25%
增韧剂               3-5%
阻燃剂               5-10%
导热助剂             6-10%
润滑剂               2%
分散剂               2.7%
抗氧剂               0.3%;
所述的聚酰胺为聚酰胺66; 
所述的玻璃纤维的类型没有限制,优选的为无碱长玻纤,特别优选的为经偶联剂处理过的无碱长玻纤;
所述的增韧剂为聚烯烃弹性体POE;
所述的阻燃剂为由聚氨基环三磷腈和三(2-羟乙基)异氰尿酸酯组成的混合物,优选按质量比为1:1~4组成的混合物,特别优选为1:1组成的混合物。其中聚氨基环三磷腈是通过六氨基环三磷腈加热缩聚制得,其各元素的原子百分比为:氯为2.05%,磷为43.38%,氮为50.89%,氢为3.68%;
所述的导热助剂为氮化硼、石墨烯或氮化硼与石墨烯组成的混合物,二者可以采取多种配比形式,优选按质量比为1:1;氮化硼、石墨烯优选以粉末、薄片、小粒、糊剂、挤出物或团聚物的形式使用,特别优选的以粉末形式使用。
所述的润滑剂为硅酮粉;
所述的分散剂为硅油;
所述的抗氧剂为N,N'-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺,商品名为抗氧剂1098。
上述的导热塑料的制备方法,具体包括以下步骤:
(1)、将热塑性树脂、增韧剂、阻燃剂、导热助剂、润滑剂、分散剂、抗氧剂放入高混机中混合2-5min,然后由双螺杆挤出机第一段筒体加入;
(2)、将玻璃纤维由双螺杆挤出机第四段筒体加入;
(3)、然后控制双螺杆挤出机的转速为800-1200r/min进行挤出并造粒;
          上述的挤出造粒过程中控制双螺杆挤出机中各区温度如下:一区温度为230-240℃,二区温度为235-255℃,三区温度为235-255℃,四区温度为235-255℃,五区温度为230-250℃,六区温度为220-250℃,七区温度为230-250℃,八区温度为235-255℃,九区温度为240-255℃,机头温度为230-240℃;
(4)、将造粒后所得的粒子放入烘箱中控制温度为110℃烘4-5h,然后通过注塑机进行注塑,即得导热塑料。
上述所得的导热塑料,由于采用氮化硼、石墨烯或氮化硼与石墨烯组成的混合物作为导热助剂,玻璃纤维增强力学性能,所得的导热塑料具有导热效率高,力学性能优越等特点,因此可应用于散热器、热交换材料、余热回收、刹车片及印刷线路板等场合。
本发明的有益效果
本发明的一种导热塑料,由于所用原料阻燃剂采用了聚氨基环三磷腈和三(2-羟乙基)异氰尿酸酯的混合物,其中聚氨基环三磷腈为酸源和气源,而三(2-羟乙基)异氰尿酸酯为碳源,并兼有气源的作用,同时聚氨基环三磷腈也是一类以磷、氮元素交替排列而成,具有稳定的磷氮骨架结构的化合物,其独特的磷、氮杂化结构和高的磷、氮含量使所得的导热塑料具有很好的阻燃性能。通常聚酰胺体系中阻燃剂的含量较高,在20%以上才能达到UL94V-0级别,但高剂量的阻燃剂对体系的机械性能影响很大。而本发明中的阻燃剂添加量少,10%甚至更少的添加即可达到UL94V-0级别,不仅节约成本,而且对塑料机械性能影响小。
进一步,本发明的导热塑料,原料中加入了玻璃纤维和增韧剂,由于经过处理的玻璃纤维能与热塑性树脂很好的相容,玻璃纤维具有增强效果,增韧剂可以对合金增韧改性符合银纹-剪切带机理,热塑性树脂内加入增韧剂后,在外来冲击力作用下,增韧剂可引发大量银纹,而热塑性树脂则产生剪切屈服,主要靠银纹、剪切带吸收能量。具体过程为:产生银纹进一步发展并将终止于另一个增韧剂或剪切带;同时银纹与银纹、银纹与剪切带之间相互作用。如银纹与银纹相遇时,会使银纹转向或支化;银纹前峰处的应力集中,可以诱发新的剪切带。所有这些作用都会提高导热塑料的韧性,因此所得的导热塑料具有良好的韧性和抗冲击性能。
进一步,本发明的导热塑料,由于采用氮化硼、石墨烯或氮化硼与石墨烯复配而成的导热助剂,氮化硼对热塑性树脂即聚酰胺尼龙66分子链段的强界面作用,使得分子链段运动受到限制,使分子链易被吸附异相成核的作用,氮化硼加入导致氮化硼/聚酰胺尼龙66复合材料结晶温度向高温区移动,加快了热塑性树脂聚酰胺尼龙66的结晶速率,使得复合材料的结晶性能得到显著提高,进一步石墨烯微片(GNPs)的加入可以促进热塑性树脂聚酰胺尼龙66分子异相成核,因此最终所得的导热塑料的导热效果好、导热效率高,其导热系数可达1.1-3.2 W/(m·K),特别是采用氮化硼与石墨烯复配而成的导热助剂时,最终所得的导热塑料的导热系数可达2.5-3.2 W/(m·K)。
综上所述,本发明的导热塑料具有良好的热稳定性、阻燃性和优越的力学性能,如具有较好的韧性和抗冲击性能,其导热效率高。从而有效解决了现有技术中导热塑料导热率低,易燃烧,力学性能低的不足等技术问题,应用范围更加广泛,可应用于散热器、热交换材料、余热回收、刹车片及印刷线路板等场合。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明进一步阐述,但并不限制本发明。
本发明的各实施例中所用原料除聚氨基环三磷腈外均为市售产品,所用的各种原料的规格及生产厂家信息如下:
本发明的各实施例中所用聚氨基环三磷腈通过包括如下步骤的方法制备而成:
将34.8g(0.1mol)六氯环三磷腈和300mL甲苯加入500mL三口烧瓶中,用冰盐水浴冷却至0℃左右,于搅拌下通入氨气反应12h后过滤,滤饼晾干后得白色粉末状固体—氨基环三磷腈与副产物氯化铵的混合物。将以上混合物置于干燥箱中,于178~182℃缩聚0.5h后取出,放入空气中冷却至室温。加入30mL去离子水溶解10min,过滤,滤饼用30mL×2去离子水洗涤两次,再于105-110℃干燥至恒重,即得聚氨基环三磷腈。经分析,聚氨基环三磷腈中氯含量为2.05%,磷含量为43.38%,氮含量为50.89%,氢含量为3.68%,溶解度为1.05g/100mL水。
本发明各实施例中的拉伸强度、弯曲强度、弯曲模量、断裂伸长率、悬臂梁缺口冲击强度、热变形温度(1.82MPa)及导热系数、阻燃性(UL94)测定所用的仪器的型号及生产厂家信息如下:
万能电子拉伸试验机:CMT6104型,深圳新三思集团公司;
悬臂梁冲击试验仪:XJV5.5型,承德市金建检测仪器有限公司;
热变形温度测定仪:XWB-300A型,承德市科承试验机有限公司;
闪光法导热分析仪:LFA447 型,德国耐驰;
垂直燃烧仪:CZF-Ⅲ型水平垂直燃烧仪,江宁县分析仪器厂。
本发明的各实施例中所用的设备及生产厂家的信息如下:
注塑机:UN120SM 型,广东伊之密精密股份有限公司;
双螺杆挤出机:KS36型,昆山科信机械有限公司。
实施例1
一种导热塑料,按重量百分比计算,其组成及含量如下:
热塑性树脂         40%
玻璃纤维           30%
增韧剂             5%
阻燃剂             10%
导热助剂           10%
润滑剂             2%
分散剂             2.7%
抗氧剂             0.3%;
其中,所述的热塑性树脂为聚酰胺尼龙66;
所述的玻璃纤维为表面经硅烷偶联剂处理的无碱长玻纤;
所述的导热助剂氮化硼;
所述的增韧剂为聚烯烃弹性体POE;
所述的阻燃剂为由聚氨基环三磷腈和三(2-羟乙基)异氰尿酸酯按质量比为1:1组成的混合物;
所述的润滑剂为硅酮粉;
所述的分散剂为硅油;
所述的抗氧剂为抗氧剂1098。
上述的导热塑料的制备方法,具体包括以下步骤:
(1)、将热塑性树脂、增韧剂、阻燃剂、润滑剂、分散剂、抗氧剂放入高混机中混合2-5min,后由双螺杆挤出机第一段筒体加入;
(2)、将玻璃纤维由双螺杆挤出机第四段筒体加入;
(3)、然后控制双螺杆挤出机的转速为1200r/min进行挤出并造粒;
所述的挤出机中各区温度如下:一区温度为230℃,二区温度为245℃,三区温度为245℃,四区温度为250℃,五区温度为250℃,六区温度为250℃,七区温度为245℃,八区温度为245℃,九区温度为240℃,机头温度为240℃;
(4)、将造粒后所得的粒子放入烘箱中控制温度为110℃烘4-5h,然后通过注塑机进行注塑,即得导热塑料。
实施例2
一种导热塑料,按重量百分比计算,其组成及含量如下:
热塑性树脂         55%
玻璃纤维           20%
增韧剂             5%
阻燃剂             10%
导热助剂            5%
润滑剂              2%
分散剂             2.7%;
抗氧剂             0.3%;
其中所述的热塑性树脂为聚酰胺尼龙66;
所述的玻璃纤维为表面经硅烷偶联剂处理的无碱长玻纤;
所述的增韧剂为聚烯烃弹性体POE;
所述的阻燃剂为由聚氨基环三磷腈和三(2-羟乙基)异氰尿酸酯按质量比为1:1组成的混合物;
所述的导热助剂为氮化硼;
所述的润滑剂为硅酮粉;
所述的分散剂为硅油;
所述的抗氧剂为抗氧剂1098。
上述的导热塑料的制备方法,同实施例1。
实施例3
一种导热塑料,按重量百分比计算,其组成及含量如下:
热塑性树脂         50%
玻璃纤维           20%
增韧剂             5%
导热助剂           10%
阻燃剂             10%
润滑剂             2%
分散剂             2.7%
抗氧剂             0.3%;
其中所述的热塑性树脂为聚酰胺尼龙66;
所述的玻璃纤维为表面经硅烷偶联剂处理的无碱长玻纤;
所述的增韧剂为聚烯烃弹性体POE;
所述的阻燃剂为由聚氨基环三磷腈和三(2-羟乙基)异氰尿酸酯按质量比为1:1组成的混合物;
所述的导热助剂为氮化硼;
所述的润滑剂为硅酮粉;
所述的分散剂为硅油;
所述的抗氧剂为抗氧剂1098。
上述的导热塑料的制备方法,同实施例1。
实施例4
一种导热塑料,按重量百分比计算,其组成及含量如下:
热塑性树脂         53%
玻璃纤维           20%
增韧剂             5%
阻燃剂             7%
导热助剂           10%
润滑剂             2%
分散剂             2.7%
抗氧剂             0.3%;
其中所述的热塑性树脂为聚酰胺尼龙66;
所述的玻璃纤维为表面经硅烷偶联剂处理的无碱长玻纤;
所述的增韧剂为聚烯烃弹性体POE;
所述的阻燃剂为由聚氨基环三磷腈和三(2-羟乙基)异氰尿酸酯按质量比为1:1组成的混合物;
所述的导热助剂为氮化硼和石墨烯按质量比为1:1的比例组成的混合物;
所述的润滑剂为硅酮粉;
所述的分散剂为硅油;
所述的抗氧剂为抗氧剂1098。
上述的导热塑料的制备方法,同实施例1。
实施例5
一种导热塑料,按重量百分比计算,其组成及含量如下:
热塑性树脂         45%
玻璃纤维           25%
增韧剂             5%
阻燃剂             10%
导热助剂           10%
润滑剂             2%
分散剂             2.7%
抗氧剂             0.3%;
其中所述的热塑性树脂为聚酰胺尼龙66;
所述的玻璃纤维为表面经硅烷偶联剂处理的无碱长玻纤;
所述的增韧剂为聚烯烃弹性体POE;
所述的阻燃剂为由聚氨基环三磷腈和三(2-羟乙基)异氰尿酸酯按质量比为1:1组成的混合物;
所述的导热助剂为氮化硼和石墨烯按质量比为1:1的比例组成的混合物;
所述的润滑剂为硅酮粉;
所述的分散剂为硅油;
所述的抗氧剂为抗氧剂1098。
上述的导热塑料的制备方法,同实施例1。
实施例6
一种导热塑料,按重量百分比计算,其组成及含量如下:
热塑性树脂         45%
玻璃纤维           30%
增韧剂             5%
阻燃剂             10%
导热助剂           5%
润滑剂             2%
分散剂             2.7%
抗氧剂             0.3%;
其中所述的热塑性树脂为聚酰胺尼龙66;
所述的玻璃纤维为表面经硅烷偶联剂处理的无碱长玻纤;
所述的增韧剂为聚烯烃弹性体POE;
所述的阻燃剂为由聚氨基环三磷腈和三(2-羟乙基)异氰尿酸酯按质量比为1:1组成的混合物;
所述的导热助剂为石墨烯;
所述的润滑剂为硅酮粉;
所述的分散剂为硅油;
所述的抗氧剂为抗氧剂1098。
上述的导热塑料的制备方法,同实施例1。
实施例7
一种导热塑料,按重量百分比计算,其组成及含量如下:
热塑性树脂         70%
玻璃纤维           10%
增韧剂             5%
导热助剂           5%
阻燃剂             5%
润滑剂             2%
分散剂             2.7%
抗氧剂             0.3%;
其中所述的热塑性树脂为聚酰胺尼龙66;
所述的玻璃纤维为表面经硅烷偶联剂处理的无碱长玻纤;
所述的增韧剂为聚烯烃弹性体POE;
所述的导热助剂为石墨烯;
所述的阻燃剂为由聚氨基环三磷腈和三(2-羟乙基)异氰尿酸酯按质量比为1:1组成的混合物;
所述的润滑剂为硅酮粉;
所述的分散剂为硅油;
所述的抗氧剂为抗氧剂1098。
上述的导热塑料的制备方法,同实施例1。
上述实施例1-7所得的导热塑料和聚酰胺尼龙66的物理性能参数经检测,结果见下表所示: 
从上表中可以看出,本发明中采用石墨烯和氮化硼为导热填料使导热塑料的导热系数有明显的提高,尤其是氮化硼和石墨烯复配时所得的导热塑料的导热系数升高更为明显,由此可知氮化硼和石墨烯协同作用产生了很好的效果,由此表明,本发明的导热塑料的导热效果好,导热效率高。
进一步可以看出,在阻燃剂的添加量少的情况下,阻燃级别仍然能达到UL94V-0,阻燃效率高。并且在燃烧过程中可观察到无熔滴现象,自熄,阻燃性能好。由于阻燃剂的添加量少进一步对导热塑料的机械性能影响也小,本发明制得的导热塑料的力学性能优良,其弯曲强度、弯曲模量、冲击强度明显优于聚酰胺尼龙66,具有良好的韧性、抗冲击能力等。
综上所述,本发明的一种导热塑料具有良好的热稳定性、阻燃性和优越的力学性能,如具有较好的韧性和抗冲击性能,其导热效率高。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。在不脱离本发明方法的前提下,还可以做出若干改进和补充,这些改进和补充也应视为本发明的保护范围。

Claims (19)

1.一种导热塑料,其特征在于所述的导热塑料按重量百分比计算,其组成及含量如下:
聚酰胺               40-80%
玻璃纤维             5-30%
增韧剂               1-10%
阻燃剂               1-10%
导热助剂             1-15%
润滑剂               1-10%
分散剂               1-5%
抗氧剂               0.1-0.5%;
所述聚酰胺为聚酰胺66;
所述增韧剂为聚烯烃弹性体POE;
所述阻燃剂为聚氨基环三磷腈和三(2-羟乙基)异氰尿酸酯组成的混合物;
所述导热助剂为氮化硼、石墨烯的一种或二者的混合物;
所述润滑剂为硅酮粉;
所述分散剂为硅油;
所述抗氧剂为N,N'-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺。
2.如权利要求1所述的导热塑料,其特征在于按重量百分比计算,其组成及含量如下:
聚酰胺               40-70%
玻璃纤维             10-30%
增韧剂                5%
阻燃剂               5-10%
导热助剂             5-10%
润滑剂               2%
分散剂               2.7%
抗氧剂               0.3%。
3.如权利要求1或2所述的导热塑料,其特征在于所述的玻璃纤维为经硅烷偶联剂处理的无碱长玻纤。
4.如权利要求1或2所述的导热塑料,其特征在于所述的导热助剂为氮化硼和石墨烯的混合物时,二者的质量比为1:1。
5.如权利要求1或2所述的导热塑料,其特征在于所述的阻燃剂中聚氨基环三磷腈是通过六氨基环三磷腈加热缩聚制得,聚氨基环三磷腈中各元素的原子百分比为:氯为2.05%,磷为43.38%,氮为50.89%,氢为3.68%。
6.如权利要求5所述的导热塑料,其特征在于所述的阻燃剂中聚氨基环三磷腈和三(2-羟乙基)异氰尿酸酯的质量比为1:1-4。
7.如权利要求6所述的导热塑料,其特征在于所述的阻燃剂中聚氨基环三磷腈和三(2-羟乙基)异氰尿酸酯的质量比为1:1。
8.如权利要求2所述的导热塑料,其特征在于按重量百分比计算,其组成及含量如下: 
聚酰胺               45-53%
玻璃纤维             20-25%
增韧剂               5%
阻燃剂               7-10%
导热助剂             10%
润滑剂               2%
分散剂               2.7%
抗氧剂               0.3%;
所述的玻璃纤维为经硅烷偶联剂处理的无碱长玻纤;
所述的导热助剂为氮化硼和石墨烯按质量比为1:1的比例组成的混合物;
所述的阻燃剂中聚氨基环三磷腈和三(2-羟乙基)异氰尿酸酯的质量比为1:1,其中聚氨基环三磷腈是通过六氨基环三磷腈加热缩聚制得,聚氨基环三磷腈中各元素的原子百分比为:氯为2.05%,磷为43.38%,氮为50.89%,氢为3.68%。
9.如权利要求8所述的导热塑料,其特征在于按重量百分比计算,其组成及含量如下:
聚酰胺               45%
玻璃纤维             25%
增韧剂               5%
阻燃剂               10%
导热助剂             10%
润滑剂               2%
分散剂               2.7%
抗氧剂               0.3%。
10.如权利要求8所述的导热塑料,其特征在于按重量百分比计算,其组成及含量如下:
聚酰胺               53%
玻璃纤维             20%
增韧剂               5%
阻燃剂               7%
导热助剂             10%
润滑剂               2%
分散剂               2.7%
抗氧剂               0.3%。
11.如权利要求2所述的导热塑料,其特征在于按重量百分比计算,其组成及含量如下:
聚酰胺               40-55%
玻璃纤维             20-30%
增韧剂               5%
阻燃剂               10%
导热助剂             5-10%
润滑剂               2%
分散剂               2.7%
抗氧剂               0.3%;
所述的玻璃纤维为经硅烷偶联剂处理的无碱长玻纤;
所述的阻燃剂中聚氨基环三磷腈和三(2-羟乙基)异氰尿酸酯的质量比为1:1,其中聚氨基环三磷腈是通过六氨基环三磷腈加热缩聚制得,聚氨基环三磷腈中各元素的原子百分比为:氯为2.05%,磷为43.38%,氮为50.89%,氢为3.68%;
所述的导热助剂为氮化硼。
12.如权利要求11所述的导热塑料,其特征在于按重量百分比计算,其组成及含量如下:
聚酰胺               40%
玻璃纤维             30%
增韧剂               5%
阻燃剂               10%
导热助剂             10%
润滑剂               2%
分散剂               2.7%
抗氧剂               0.3%。
13.如权利要求11所述的导热塑料,其特征在于按重量百分比计算,其组成及含量如下:
聚酰胺               50%
玻璃纤维             20%
增韧剂               5%
阻燃剂               10%
导热助剂             5%
润滑剂               2%
分散剂               2.7%
抗氧剂               0.3%。
14.如权利要求11所述的导热塑料,其特征在于按重量百分比计算,其组成及含量如下:
聚酰胺               55%
玻璃纤维             20%
增韧剂               5%
阻燃剂               10%
导热助剂             5%
润滑剂               2%
分散剂               2.7%
抗氧剂               0.3%。
15.如权利要求2所述的导热塑料,其特征在于按重量百分比计算,其组成及含量如下:
聚酰胺               45-70%
玻璃纤维             10-30%
增韧剂               5%
阻燃剂               5-10%
导热助剂             5%
润滑剂               2%
分散剂               2.7%
抗氧剂               0.3%;
所述的玻璃纤维为经硅烷偶联剂处理的无碱长玻纤;
所述的阻燃剂中聚氨基环三磷腈和三(2-羟乙基)异氰尿酸酯的质量比为1:1,其中聚氨基环三磷腈是通过六氨基环三磷腈加热缩聚制得,聚氨基环三磷腈中各元素的原子百分比为:氯为2.05%,磷为43.38%,氮为50.89%,氢为3.68%;
所述的导热助剂为石墨烯。
16.如权利要求15所述的导热塑料,其特征在于按重量百分比计算,其组成及含量如下:
聚酰胺               45%
玻璃纤维             30%
增韧剂               5%
阻燃剂               10%
导热助剂             5%
润滑剂               2%
分散剂               2.7%
抗氧剂               0.3%。
17.如权利要求15所述的导热塑料,其特征在于所述的导热塑料按重量百分比计算,其组成及含量如下:
聚酰胺               70%
玻璃纤维             10%
增韧剂               5%
阻燃剂               5%
导热助剂             5%
润滑剂               2%
分散剂               2.7%
抗氧剂               0.3%。
18.如权利要求1或2所述的导热塑料的制备方法,其特征在于包括以下步骤:
(1)、将热塑性树脂、增韧剂、阻燃剂、导热助剂、润滑剂、分散剂和抗氧剂放入高混机中混合2-5min,然后由双螺杆挤出机第一段筒体加入;
(2)、将玻璃纤维由双螺杆挤出机第四段筒体加入;
(3)、控制双螺杆挤出机的转速为800-1200r/min进行挤出并造粒;
      上述的挤出造粒过程中控制双螺杆挤出机中各区温度如下:一区温度为230-240℃,二区温度为235-255℃,三区温度为235-255℃,四区温度为235-255℃,五区温度为230-250℃,六区温度为220-250℃,七区温度为230-250℃,八区温度为235-255℃,九区温度为240-255℃,机头温度为230-240℃;
(4)、将造粒后所得的粒子控制温度为110℃烘4-5h,然后通过注塑机进行注塑,即得导热塑料。
19.如权利要求18所述的导热塑料的制备方法,其特征在于步骤(3)中所述的挤出造粒过程中控制双螺杆挤出机中各区温度如下:一区温度为240℃,二区温度为245℃,三区温度为245℃,四区温度为250℃,五区温度为250℃,六区温度为250℃,七区温度为245℃,八区温度为245℃,九区温度为240℃,机头温度为240℃。
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Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104610740A (zh) * 2015-01-30 2015-05-13 上海日之升新技术发展有限公司 一种新能源电池外壳专用料及其制备方法
CN104902356A (zh) * 2015-03-31 2015-09-09 歌尔声学股份有限公司 一种扬声器模组
CN106380114A (zh) * 2016-08-29 2017-02-08 飞浦防爆电器有限公司 一种防爆灯用散热材料及其制备方法
CN106554617A (zh) * 2016-12-01 2017-04-05 江苏灵烯新材料有限公司 一种高强度的聚酰胺材料
CN106566155A (zh) * 2016-11-13 2017-04-19 惠州市大亚湾科翔科技电路板有限公司 一种线路板用绝缘阻燃剂
CN106633838A (zh) * 2016-12-09 2017-05-10 昆山纳诺新材料科技有限公司 一种低成本环保导热塑料及其制备方法
CN109735095A (zh) * 2018-11-28 2019-05-10 宁波墨西科技有限公司 石墨烯复合导热塑料及其制备方法
CN110204889A (zh) * 2019-06-04 2019-09-06 青岛万林橡塑科技有限公司 一种防静电连续长玻纤增强聚酰胺复合材料及其制备方法
CN110305473A (zh) * 2019-05-13 2019-10-08 南通开普乐工程塑料有限公司 一种高耐热增韧型导热pa66材料及其制备方法
CN116082729A (zh) * 2023-02-01 2023-05-09 盐城工学院 一种线路板非金属粉/回收聚烯烃复合材料的制备方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110067483A (ko) * 2009-12-14 2011-06-22 제일모직주식회사 열가소성 수지 조성물 및 이를 이용한 성형품
CN102304284A (zh) * 2011-08-22 2012-01-04 金发科技股份有限公司 一种导热树脂组合物及其制备方法
KR20120057976A (ko) * 2010-11-29 2012-06-07 현대제철 주식회사 고열전도성 수지 복합체, 이의 제조방법 및 이를 이용한 성형품
CN102558609A (zh) * 2011-12-13 2012-07-11 金发科技股份有限公司 一种提高导热聚合物导热性能的方法
CN102850816A (zh) * 2011-06-27 2013-01-02 上海杰事杰新材料(集团)股份有限公司 一种热塑性树脂复合材料、制备方法及其应用
CN103102682A (zh) * 2013-02-04 2013-05-15 江门市道生工程塑料有限公司 石墨烯增强增韧尼龙树脂及其制备方法
CN103450668A (zh) * 2013-08-07 2013-12-18 上海日之升新技术发展有限公司 高强度碳纤维增强无卤阻燃pa6复合材料及其制备方法
CN103524885A (zh) * 2013-11-11 2014-01-22 青岛科技大学 一种新型的膨胀型阻燃剂

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110067483A (ko) * 2009-12-14 2011-06-22 제일모직주식회사 열가소성 수지 조성물 및 이를 이용한 성형품
KR20120057976A (ko) * 2010-11-29 2012-06-07 현대제철 주식회사 고열전도성 수지 복합체, 이의 제조방법 및 이를 이용한 성형품
CN102850816A (zh) * 2011-06-27 2013-01-02 上海杰事杰新材料(集团)股份有限公司 一种热塑性树脂复合材料、制备方法及其应用
CN102304284A (zh) * 2011-08-22 2012-01-04 金发科技股份有限公司 一种导热树脂组合物及其制备方法
CN102558609A (zh) * 2011-12-13 2012-07-11 金发科技股份有限公司 一种提高导热聚合物导热性能的方法
CN103102682A (zh) * 2013-02-04 2013-05-15 江门市道生工程塑料有限公司 石墨烯增强增韧尼龙树脂及其制备方法
CN103450668A (zh) * 2013-08-07 2013-12-18 上海日之升新技术发展有限公司 高强度碳纤维增强无卤阻燃pa6复合材料及其制备方法
CN103524885A (zh) * 2013-11-11 2014-01-22 青岛科技大学 一种新型的膨胀型阻燃剂

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
张晓明 等: "《纤维增强热塑性复合材料及其应用》", 31 January 2007, 化学工业出版社 *
张玉龙 等: "《塑料制品注射成型实例》", 30 April 2005, 机械工业出版社 *

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104610740A (zh) * 2015-01-30 2015-05-13 上海日之升新技术发展有限公司 一种新能源电池外壳专用料及其制备方法
CN104902356A (zh) * 2015-03-31 2015-09-09 歌尔声学股份有限公司 一种扬声器模组
CN106380114A (zh) * 2016-08-29 2017-02-08 飞浦防爆电器有限公司 一种防爆灯用散热材料及其制备方法
CN106566155A (zh) * 2016-11-13 2017-04-19 惠州市大亚湾科翔科技电路板有限公司 一种线路板用绝缘阻燃剂
CN106554617A (zh) * 2016-12-01 2017-04-05 江苏灵烯新材料有限公司 一种高强度的聚酰胺材料
CN106633838A (zh) * 2016-12-09 2017-05-10 昆山纳诺新材料科技有限公司 一种低成本环保导热塑料及其制备方法
CN109735095A (zh) * 2018-11-28 2019-05-10 宁波墨西科技有限公司 石墨烯复合导热塑料及其制备方法
CN110305473A (zh) * 2019-05-13 2019-10-08 南通开普乐工程塑料有限公司 一种高耐热增韧型导热pa66材料及其制备方法
CN110204889A (zh) * 2019-06-04 2019-09-06 青岛万林橡塑科技有限公司 一种防静电连续长玻纤增强聚酰胺复合材料及其制备方法
CN116082729A (zh) * 2023-02-01 2023-05-09 盐城工学院 一种线路板非金属粉/回收聚烯烃复合材料的制备方法

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