CN104845341A - 一种导热塑胶材料及其制备方法和应用 - Google Patents

一种导热塑胶材料及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种导热塑胶材料及其应用，其组分及重量份数为：聚碳酸酯20-50份、碳化硅纤维0.2-0.5份、氧化镁50-80份、偶联剂KH-560 0.3-0.5份；本发明制备的导热塑胶材料具有优良的机械力学性能，质轻、耐化学腐蚀性强、电绝缘性能优异、耐冲击性高、加工成型简便，同时导热系数较高。

Description

一种导热塑胶材料及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及导热材料技术，尤其是一种导热塑胶材料及其制备方法和应用。
背景技术
传统的LED反射杯一般采用金属材料，反射杯在被拉伸出来之后需要酸洗，阳极处理等；这样不仅对环境造成污染，而且效率低下，成本高，灯具产品重量大、电绝缘效果差。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种耐热性能高、绝缘效果良好、质量轻、加工工序简单的LED反射灯杯用塑胶材料。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种导热塑胶材料，其组分及重量份数为：
聚碳酸酯           20-50份
碳化硅纤维         0.2-0.5份
氧化镁             50-80份
偶联剂KH-560       0.3-0.5份
作为优选，一种导热塑胶材料，其组分及重量份数为：
聚碳酸酯           20份
碳化硅纤维         0.3份
氧化镁             80份
偶联剂KH-560       0.4份
作为优选，所述聚碳酸酯可以用下述材料中的一种替换：环氧树脂、聚氨酯、导热硅胶、导热硅脂。
作为优选，所述碳化硅纤维直径小于0.1mm，长度小于0.5mm。
一种导热塑胶材料的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
（1）按重量百分比称取原料：聚碳酸酯 20份、碳化硅纤维 0.3份、氧化镁 80份、偶联剂KH-560 0.4份；
（2）取氧化镁、偶联剂1份，加入高速搅拌机中，搅拌5-30分钟；
（3）取碳化硅纤维、偶联剂1份，加入高速搅拌机中，搅拌5-30分钟；
（4）将步骤（2）和步骤（3）中的氧化镁、碳化硅纤维与聚碳酸酯在高速搅拌机中混合，搅拌20-50分钟后，得到混合料；
（5）将步骤（4）得到的混合料置于双螺杆挤出机中，物料熔融后，进行造粒；
（6）将步骤（5）中制备完成的材料进行注塑成型。
作为优选，所述导热塑胶材料的应用，应用于LED反射灯杯。
发明的有益效果是：
（1）导热塑胶材料中添加碳化硅纤维，可增加材料的韧性和导热性能；
（2）导热塑胶材料中添加MgO，大幅度提高塑胶材料的导热率；
（3）导热塑胶材料应用于LED反射灯杯，耐热性能良好、绝缘效果好、质量轻、加工工序简单。
具体实施方式
下面结实施例对本发明进一步说明。
实施例一
称取原材料的重量份数为: 聚碳酸酯20份、碳化硅纤维0.3份、氧化镁80份、偶联剂KH-560 0.4份；碳化硅纤维直径0.08mm，长度0.4mm；制备的导热塑胶材料用于LED反射灯杯。
实施例二
称取原材料的重量份数为: 聚碳酸酯30份、碳化硅纤维0.2份、氧化镁70份、偶联剂KH-560 0.3份；碳化硅纤维直径0.08mm，长度0.4mm；制备的导热塑胶材料用于LED反射灯杯。
实施例三
称取原材料的重量份数为: 聚碳酸酯50份、碳化硅纤维0.5份、氧化镁50份、偶联剂KH-560 0.5份；碳化硅纤维直径0.08mm，长度0.4mm；制备的导热塑胶材料用于LED反射灯杯。
实施例四
称取原材料的重量份数为: 环氧树脂20份、碳化硅纤维0.3份、氧化镁80份、偶联剂KH-560 0.4份；碳化硅纤维直径0.08mm，长度0.4mm；制备的导热塑胶材料用于LED反射灯杯。
下表是具体实施例1-4的测试结果 
实施例 一 二 三 四
MgO重量份数 80 70 50 60
热扩散系数/mm2.s-1 1.322 0.685 0.254 0.344
热导率/w.(m.k)-1 3.469 1.631 0.516 0.753
体积电阻率/Ω.cm 8.13*1012 9.08*1012 —— ——
表面电阻/ 4.11*1016 2.73*1016 —— ——
如上表所示，当MgO重量份数为80份时，可以使塑料的导热率从原来的0.1提高到3.4，导热率提高了34倍。
MgO外观为灰白色粉体，产品纯度高，粒径小，分布均匀，比表面积大，高表面活性，松装密度低（易分散），有很高的导热性，导热系数>400W/MK，而且绝缘性很好，电阻率在10的16次方以上，且可耐1800度高温，经过表面处理的MgO，表面含氧量极低。
相比目前市场上的导热填料（氧化铝或石墨等）具有添加量低，对制品的机械性能有明显提高作用，导热效果提高更明显等特点。
上述实施方式旨在举例说明本发明可为本领域专业技术人员实现或使用，对上述实施方式进行修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，故本发明包括但不限于上述实施方式，任何符合本权利要求书或说明书描述，符合与本文所公开的原理和新颖性、创造性特点的方法、工艺、产品，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种导热塑胶材料，其特征在于，其组分及重量份数为：
聚碳酸酯           20-50份
碳化硅纤维         2-5份
氧化镁             50-80份
偶联剂KH-560       3-5份。
2.根据权利要求1所述一种导热塑胶材料，其特征在于：其组分及重量份数为：
聚碳酸酯           20份
碳化硅纤维         3份
氧化镁             80份
偶联剂KH-560       4份。
3.根据权利要求1所述一种导热塑胶材料，其特征在于：所述聚碳酸酯可以用下述材料中的一种替换：环氧树脂、聚氨酯、导热硅胶、导热硅脂。
4.根据权利要求1所述一种导热塑胶材料，其特征在于：所述碳化硅纤维直径小于0.1mm，长度小于0.5mm。
5.一种导热塑胶材料的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
（1）按重量百分比称取原料：聚碳酸酯 20份、碳化硅纤维 3份、氧化镁 80份、偶联剂KH-560 4份；
（2）取氧化镁、偶联剂3份，加入高速搅拌机中，搅拌5-30分钟；
（3）取碳化硅纤维、偶联剂1份，加入高速搅拌机中，搅拌5-30分钟；
（4）将步骤（2）和步骤（3）中的氧化镁、碳化硅纤维与聚碳酸酯在高速搅拌机中混合，搅拌20-50分钟后，得到混合料；
（5）将步骤（4）得到的混合料置于双螺杆挤出机中，物料熔融后，进行造粒；
（6）将步骤（5）中制备完成的材料进行注塑成型。
6.根据权利要求1或5所述导热塑胶材料的应用，其特征在于：应用于LED反射灯杯。
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