CN105255165A - 一种led用纳米氮化硅-石墨烯填充改性的pa6/abs复合导热塑料及其制备方法 - Google Patents

一种led用纳米氮化硅-石墨烯填充改性的pa6/abs复合导热塑料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种LED用纳米氮化硅-石墨烯填充改性的PA6/ABS复合导热塑料及其制备方法，该导热塑料将PA6与ABS混合使用，复合材料在可塑性、耐久性、电气绝缘性方面表现优异，经纳米氮化钛、纳米氧化锆、石墨烯导热改性处理后的塑料利用熔融纺丝的工艺制成了高导热的复合短纤维，这种复合纤维中导热填料分散均匀，且在后期混炼过程中分散结合的更为均匀，可形成均匀稳定的热传导网络，可以明显的改善传统生产方法带来的塑料导热不均的现象，提高导热填料利用率，测试结果表明这种复合导热塑料具有优良的导热效果，且耐热老化，性能持久稳定，耐用安全，可广泛的应用于LED散热领域。

Description

一种LED用纳米氮化硅-石墨烯填充改性的PA6/ABS复合导热塑料及其制备方法
技术领域
本发明涉及导热塑料制备技术领域，尤其涉及一种LED用纳米氮化硅-石墨烯填充改性的PA6/ABS复合导热塑料及其制备方法。
背景技术
LED作为一代新型的光源，其出光效率及寿命与芯片的工作温度具有直接的关系，散热问题历来是关注的焦点。无论LED芯片封装还是灯具设计应用，往往需要通过导热材料来释放LED所产生的热量，用于散热的成本也占据了系统成本约20%～30%的比重，寻求高性价比的散热解决方案也一直成为业者追求的目标。
目前在LED照明光源和灯具生产中，主要采用金属铝材或陶瓷材料作为导热散热系统，然而，这些材料在实际使用过程中均存在一些缺陷，比如铝基散热材料虽然具有较为优良的散热能力，但其存在成型工艺周期长、本身具有导电性以及造型单一等问题，而陶瓷材料虽然绝缘，但比重大、成型难度高，不利于批量生产，其应用也受到限制。
有机导热塑料近年来逐渐开始受到业内关注，首先塑料本身具有良好的绝缘、轻质、价廉、形状多样化等优势，为LED照明产品的生产提供了一种新的思路和解决方案，导热塑料的难点在于提高其导热性，传统的生产方法主要是通过在塑料中直接掺混高导热填料共混密炼挤出得到，这种方法生产得到的导热塑料普遍存在导热不均、填料利用率低的问题，其综合导热散热效果仍待改进。
发明内容
本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种LED用纳米氮化硅-石墨烯填充改性的PA6/ABS复合导热塑料及其制备方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种LED用纳米氮化硅-石墨烯填充改性的PA6/ABS复合导热塑料，其特征在于，该复合塑料由以下重量份的原料制成：PA6母粒50-60、ABS母粒20-25、聚乙烯马来酸酐共聚物8-10、亚磷酸三苯酯0.2-0.3、纳米氧化锆5-6、磷酸铝0.2-0.3、石墨烯4-6、纳米氮化硅23-26、抗氧剂10100.1-0.2、硅烷偶联剂1-2、硬脂酸锌1-1.5。
所述的一种LED用纳米氮化硅-石墨烯填充改性的PA6/ABS复合导热塑料的制备方法为：
（1）制备PA6-纳米氮化硅复合纤维：先将纳米氮化硅与0.8-1重量份的硅烷偶联剂搅拌混合均匀，随后将其与PA6母粒搅拌混合均匀，所得混合料经熔融纺丝工艺制成长度为10-15mm、直径为40-60μm的复合短纤维备用；
（2）制备ABS-石墨烯复合纤维：先将石墨烯、纳米氧化锆与剩余重量份的硅烷偶联剂混合均匀，随后将其与ABS母粒混合搅拌分散均匀，所得物料经过熔融纺丝工艺制成长度为20-30mm、直径为20-30μm的复合短纤维备用；
（3）将步骤（1）及（2）所得复合短纤维及其它剩余物料混合均匀后投入密炼机中，在240-250℃条件共混密炼1-2h出料，即得所述复合导热塑料。
有益效果：本发明将PA6与ABS混合使用，所得的复合材料综合了两者的优点，具有良好的力学性能，其在可塑性、耐久性、电气绝缘性方面表现优异，经纳米氮化钛、纳米氧化锆、石墨烯导热改性处理后的塑料利用熔融纺丝的工艺制成了高导热的复合短纤维，这种复合纤维中导热填料分散均匀，且在后期混炼过程中分散结合的更为均匀，可形成均匀稳定的热传导网络，可以明显的改善传统生产方法带来的塑料导热不均的现象，提高导热填料利用率，测试结果表明这种复合导热塑料具有优良的导热效果，且耐热老化，性能持久稳定，耐用安全，可广泛的应用于LED散热领域。
具体实施方式
实施例
该实施例的复合塑料由以下重量份的原料制备得到：PA6母粒55、ABS母粒20、聚乙烯马来酸酐共聚物10、亚磷酸三苯酯0.3、纳米氧化锆5、磷酸铝0.3、石墨烯5、纳米氮化硅25、抗氧剂10100.2、硅烷偶联剂1.5、硬脂酸锌1.5。
所述的一种LED用纳米氮化硅-石墨烯填充改性的PA6/ABS复合导热塑料的制备方法为：
（1）制备PA6-纳米氮化硅复合纤维：先将纳米氮化硅与1重量份的硅烷偶联剂搅拌混合均匀，随后将其与PA6母粒搅拌混合均匀，所得混合料经熔融纺丝工艺制成长度为15mm、直径为50μm的复合短纤维备用；
（2）制备ABS-石墨烯复合纤维：先将石墨烯、纳米氧化锆与剩余重量份的硅烷偶联剂混合均匀，随后将其与ABS母粒混合搅拌分散均匀，所得物料经过熔融纺丝工艺制成长度为25mm、直径为25μm的复合短纤维备用；
（3）将步骤（1）及（2）所得复合短纤维及其它剩余物料混合均匀后投入密炼机中，在240℃条件共混密炼2h出料，即得所述复合导热塑料。
本实施例所制得的复合导热塑料的性能测试结果为：
项目 指标
抗冲击强度(KJ/m2) 35.2
弯曲强度(MPa) 844
导热率(w/mk) 17.2
阻燃等级 UL94-V0
体积电阻率（1021Ω.cm） 3.82

Claims (2)

1.一种LED用纳米氮化硅-石墨烯填充改性的PA6/ABS复合导热塑料，其特征在于，该复合塑料由以下重量份的原料制成：PA6母粒50-60、ABS母粒20-25、聚乙烯马来酸酐共聚物8-10、亚磷酸三苯酯0.2-0.3、纳米氧化锆5-6、磷酸铝0.2-0.3、石墨烯4-6、纳米氮化硅23-26、抗氧剂10100.1-0.2、硅烷偶联剂1-2、硬脂酸锌1-1.5。
2.如权利要求1所述的一种LED用纳米氮化硅-石墨烯填充改性的PA6/ABS复合导热塑料及其制备方法，其特在于，所述的制备方法为：
（1）制备PA6-纳米氮化硅复合纤维：先将纳米氮化硅与0.8-1重量份的硅烷偶联剂搅拌混合均匀，随后将其与PA6母粒搅拌混合均匀，所得混合料经熔融纺丝工艺制成长度为10-15mm、直径为40-60μm的复合短纤维备用；
（2）制备ABS-石墨烯复合纤维：先将石墨烯、纳米氧化锆与剩余重量份的硅烷偶联剂混合均匀，随后将其与ABS母粒混合搅拌分散均匀，所得物料经过熔融纺丝工艺制成长度为20-30mm、直径为20-30μm的复合短纤维备用；
（3）将步骤（1）及（2）所得复合短纤维及其它剩余物料混合均匀后投入密炼机中，在240-250℃条件共混密炼1-2h出料，即得所述复合导热塑料。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN102549045A (zh) * 2009-09-30 2012-07-04 罗地亚经营管理公司 高流动性的聚酰胺
CN102604219A (zh) * 2012-03-12 2012-07-25 东莞市兆科电子材料科技有限公司 高导热无机物热塑化组合物的制备方法及由该方法制造的散热部件
CN104387757A (zh) * 2014-11-21 2015-03-04 厦门烯成科技有限公司 一种石墨烯复合导热塑料及其制备方法

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