CN105802093A - 一种导热绝缘塑料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种导热绝缘塑料，其由下列重量份的原料制成：聚四氟乙烯10‑35份、聚碳酸酯10‑20份、聚甲基丙烯酸甲酯10‑25份、聚对苯二甲酸乙二醇酯10‑20份、聚芳酯乙烯‑醋酸乙烯共聚物10‑30份、聚乙烯蜡5‑10份、石蜡5‑10份，四氯化碳5‑15份、陶瓷粉5‑10份、二氧化硅1‑3份、硼砂1‑3份、六溴环十二烷2‑5份、聚苯乙烯5‑15份、热稳定剂5‑10份，从而能够实现使得制备而成的塑料产品具有较高的导热系数，同时具备优异的绝缘性。同时，还公开了相应的制备方法。

Description

一种导热绝缘塑料及其制备方法
技术领域
本发明涉及特种塑料技术领域，特别涉及一种导热绝缘塑料及其制备方法。
背景技术
塑料是以单体为原料，通过加聚或缩聚反应聚合而成的高分子化合物，可以自由改变成分及形体样式，通常是由合成树脂及填料、增塑剂、稳定剂、润滑剂、色料等添加剂组成。塑料具有多种优点，如可塑性强、耐久性好、质量轻等，在工业生产、日常生活中被广泛使用。
然而，对于大多数塑料产品而言，其导热性能和绝缘性能都不好，所以不能广泛应用于电子产品行业。所以开发出一类具有较高导热系数且绝缘性能良好的塑料材料对于电子产品行业的发展尤其重要。而且市场上同类型的导热绝缘塑料原料种类较少，制约了相关行业的发展，所以这项新技术的开发不仅提升了该行业的发展，对于导热绝缘塑料材料的国产化规模生产具有较高的经济价值。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种导热绝缘塑料及其制备方法，通过采用特定的原料进行组合，配合相应的生产工艺，得到了一种新型塑料产品，其导热性能及绝缘性能均有大幅度的提高，具有良好的应用前景。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种导热绝缘塑料，由下列重量份的原料组成：聚四氟乙烯 10-35 份、聚碳酸酯 10-20 份、聚甲基丙烯酸甲酯 10-25 份、聚对苯二甲酸乙二醇酯 10-20 份、聚芳酯乙烯 - 醋酸乙烯共聚物 10-30 份、聚乙烯蜡 5-10 份、石蜡 5-10 份，四氯化碳 5-15 份、陶瓷粉 5-10 份、二氧化硅 1-3 份、硼砂 1-3 份、六溴环十二烷 2-5 份、聚苯乙烯 5-15 份、热稳定剂 5-10 份。
优选地，所述的热稳定剂为丙烯酸丁酯、鲸蜡硬脂醇、聚二甲基硅氧烷、葵酸甘油三酯和辛烯基琥珀酸酯中的一种或几种。
所述的导热绝缘塑料的制备方法包括以下步骤：
（ 1 ）按照重量份称取各原料；
（ 2 ）将聚四氟乙烯、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚芳酯乙烯 - 醋酸乙烯共聚物混合，加入等质量的浓度为 2% 的硼酸溶液超声震荡 45-60min ，再加入 15% 的 NaHCO3 溶液调节 pH 至 9.0 ，然后加入聚乙烯蜡、石蜡和硼砂，搅拌 60min ；
（ 3 ）将搅拌后的混合物在烘箱中干燥，用超微粉碎机进行研磨，得到改性粉体，随后加入四氯化碳、陶瓷粉、二氧化硅、六溴环十二烷、聚苯乙烯和热稳定剂，然后在 250 ℃ 下经双辊混炼、粉碎后挤出成型，冷却；
（ 4 ）将得到的材料干燥后得到产品。
优选地，所述步骤（ 2 ）中，超声功率为 100W ，超声温度为 60 ℃ 。
本发明与现有技术相比，其有益效果为：
（ 1 ）本发明的塑料原料以聚四氟乙烯、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚芳酯乙烯 - 醋酸乙烯共聚物为主要成分，通过加入聚乙烯蜡、石蜡、硼砂、四氯化碳、陶瓷粉、二氧化硅、六溴环十二烷、聚苯乙烯和热稳定剂，辅以改性、干燥、粉碎、混炼、挤塑等工艺，使得制备而成的塑料产品具有较高的拉伸性能，并且易于在环境中降解。
（ 2 ）本发明的塑料产品原料廉价、工艺简单，适于大规模工业化运用，实用性强。
具体实施方式
下面结合具体实施例对发明的技术方案进行详细说明。
实施例 1
（ 1 ）按照重量份称取四氟乙烯 10 份、聚碳酸酯 10 份、聚甲基丙烯酸甲酯 10 份、聚对苯二甲酸乙二醇酯 10 份、聚芳酯乙烯 - 醋酸乙烯共聚物 10 份、聚乙烯蜡 5 份、石蜡 5 份，四氯化碳 5 份、陶瓷粉 5 份、二氧化硅 1 份、硼砂 1 份、六溴环十二烷 2 份、聚苯乙烯 5 份、丙烯酸丁酯 5 份。
（ 2 ）将聚四氟乙烯、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚芳酯乙烯 - 醋酸乙烯共聚物混合，加入等质量的浓度为 2% 的硼酸溶液超声震荡 45min ，超声功率为 100W ，超声温度为 60 ℃，再加入 15% 的 NaHCO3 溶液调节 pH 至 9.0 ，然后加入聚乙烯蜡、石蜡和硼砂，搅拌 60min ；
（ 3 ）将搅拌后的混合物在烘箱中干燥，用超微粉碎机进行研磨，得到改性粉体，随后加入四氯化碳、陶瓷粉、二氧化硅、六溴环十二烷、聚苯乙烯和丙烯酸丁酯，然后在 250 ℃ 下经双辊混炼、粉碎后挤出成型，冷却；
（ 4 ）将得到的材料干燥后得到产品。
制得的导热绝缘塑料产品的性能测试结果如表 1 所示。
实施例 2
（ 1 ）按照重量份称取四氟乙烯 15 份、聚碳酸酯 12 份、聚甲基丙烯酸甲酯 12 份、聚对苯二甲酸乙二醇酯 13 份、聚芳酯乙烯 - 醋酸乙烯共聚物 13 份、聚乙烯蜡 6 份、石蜡 6 份，四氯化碳 65 份、陶瓷粉 6 份、二氧化硅 2 份、硼砂 2 份、六溴环十二烷 3 份、聚苯乙烯 6 份、鲸蜡硬脂醇 5 份、聚二甲基硅氧烷 5 份。
（ 2 ）将聚四氟乙烯、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚芳酯乙烯 - 醋酸乙烯共聚物混合，加入等质量的浓度为 2% 的硼酸溶液超声震荡 50min ，超声功率为 100W ，超声温度为 60 ℃，再加入 15% 的 NaHCO3 溶液调节 pH 至 9.0 ，然后加入聚乙烯蜡、石蜡和硼砂，搅拌 60min ；
（ 3 ）将搅拌后的混合物在烘箱中干燥，用超微粉碎机进行研磨，得到改性粉体，随后加入四氯化碳、陶瓷粉、二氧化硅、六溴环十二烷、聚苯乙烯、鲸蜡硬脂醇和聚二甲基硅氧烷，然后在 250 ℃ 下经双辊混炼、粉碎后挤出成型，冷却；
（ 4 ）将得到的材料干燥后得到产品。
制得的导热绝缘塑料产品的性能测试结果如表 1 所示。
实施例 3
（ 1 ）按照重量份称取四氟乙烯 20 份、聚碳酸酯 18 份、聚甲基丙烯酸甲酯 15 份、聚对苯二甲酸乙二醇酯 15 份、聚芳酯乙烯 - 醋酸乙烯共聚物 20 份、聚乙烯蜡 7 份、石蜡 8 份，四氯化碳 10 份、陶瓷粉 6 份、二氧化硅 2 份、硼砂 2 份、六溴环十二烷 4 份、聚苯乙烯 9 份、聚二甲基硅氧烷 5 份、葵酸甘油三酯 5 份。
（ 2 ）将聚四氟乙烯、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚芳酯乙烯 - 醋酸乙烯共聚物混合，加入等质量的浓度为 2% 的硼酸溶液超声震荡 50min ，超声功率为 100W ，超声温度为 60 ℃，再加入 15% 的 NaHCO3 溶液调节 pH 至 9.0 ，然后加入聚乙烯蜡、石蜡和硼砂，搅拌 60min ；
（ 3 ）将搅拌后的混合物在烘箱中干燥，用超微粉碎机进行研磨，得到改性粉体，随后加入四氯化碳、陶瓷粉、二氧化硅、六溴环十二烷、聚苯乙烯、聚二甲基硅氧烷和葵酸甘油三酯，然后在 250 ℃ 下经双辊混炼、粉碎后挤出成型，冷却；
（ 4 ）将得到的材料干燥后得到产品。
制得的导热绝缘塑料产品的性能测试结果如表 1 所示。
实施例 4
（ 1 ）按照重量份称取四氟乙烯 35 份、聚碳酸酯 20 份、聚甲基丙烯酸甲酯 25 份、聚对苯二甲酸乙二醇酯 20 份、聚芳酯乙烯 - 醋酸乙烯共聚物 30 份、聚乙烯蜡 10 份、石蜡 10 份，四氯化碳 15 份、陶瓷粉 10 份、二氧化硅 3 份、硼砂 3 份、六溴环十二烷 5 份、聚苯乙烯 15 份、辛烯基琥珀酸酯 10 份。
（ 2 ）将聚四氟乙烯、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚芳酯乙烯 - 醋酸乙烯共聚物混合，加入等质量的浓度为 2% 的硼酸溶液超声震荡 60min ，超声功率为 100W ，超声温度为 60 ℃，再加入 15% 的 NaHCO3 溶液调节 pH 至 9.0 ，然后加入聚乙烯蜡、石蜡和硼砂，搅拌 60min ；
（ 3 ）将搅拌后的混合物在烘箱中干燥，用超微粉碎机进行研磨，得到改性粉体，随后加入四氯化碳、陶瓷粉、二氧化硅、六溴环十二烷、聚苯乙烯和辛烯基琥珀酸酯，然后在 250 ℃ 下经双辊混炼、粉碎后挤出成型，冷却；
（ 4 ）将得到的材料干燥后得到产品。
制得的导热绝缘塑料产品的性能测试结果如表 1 所示。
对比例 1
（ 1 ）按照重量份称取四氟乙烯 10 份、聚碳酸酯 10 份、聚对苯二甲酸乙二醇酯 10 份、聚芳酯乙烯 - 醋酸乙烯共聚物 10 份、聚乙烯蜡 5 份、石蜡 5 份，四氯化碳 5 份、陶瓷粉 5 份、二氧化硅 1 份、硼砂 1 份、聚苯乙烯 5 份、丙烯酸丁酯 5 份。
（ 2 ）将聚四氟乙烯、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚芳酯乙烯 - 醋酸乙烯共聚物混合，加入等质量的浓度为 2% 的硼酸溶液超声震荡 45min ，超声功率为 100W ，超声温度为 60 ℃，再加入 15% 的 NaHCO3 溶液调节 pH 至 9.0 ，然后加入聚乙烯蜡、石蜡和硼砂，搅拌 60min ；
（ 3 ）将搅拌后的混合物在烘箱中干燥，用超微粉碎机进行研磨，得到改性粉体，随后加入四氯化碳、陶瓷粉、二氧化硅、聚苯乙烯和丙烯酸丁酯，然后在 250 ℃ 下经双辊混炼、粉碎后挤出成型，冷却；
（ 4 ）将得到的材料干燥后得到产品。
制得的导热绝缘塑料产品的性能测试结果如表 1 所示。
对比例 2
（ 1 ）按照重量份称取四氟乙烯 35 份、聚碳酸酯 20 份、聚甲基丙烯酸甲酯 25 份、聚对苯二甲酸乙二醇酯 20 份、聚芳酯乙烯 - 醋酸乙烯共聚物 30 份、聚乙烯蜡 10 份、石蜡 10 份，四氯化碳 15 份、陶瓷粉 10 份、二氧化硅 3 份、硼砂 3 份、六溴环十二烷 5 份、聚苯乙烯 15 份、辛烯基琥珀酸酯 10 份。
（ 2 ）将聚四氟乙烯、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚芳酯乙烯 - 醋酸乙烯共聚物混合，加入等质量的浓度为 2% 的硼酸溶液超声震荡 60min ，超声功率为 100W ，超声温度为 60 ℃，再加入 15% 的 NaHCO3 溶液调节 pH 至 9.0 ，然后加入聚乙烯蜡、石蜡和硼砂，搅拌 60min ；
（ 3 ）将搅拌后的混合物在烘箱中干燥，用超微粉碎机进行研磨，得到改性粉体，随后加入四氯化碳、陶瓷粉、二氧化硅、六溴环十二烷、聚苯乙烯和辛烯基琥珀酸酯，然后在 250 ℃ 下经双辊混炼、粉碎后挤出成型，冷却；
（ 4 ）将得到的材料干燥后得到产品。
制得的导热绝缘塑料产品的性能测试结果如表 1 所示。
将实施例 1-4 和对比例 1-2 的塑料产品分别测试其拉伸性能、导热性能和绝缘性能。
表 1
拉伸强度（ MPa ） 导热系数（W/mK） 表面电阻率（ Ω）
实施例 1 23.4 11.5 7.14*1016
实施例 2 23.5 10.7 6.98*1016
实施例 3 24.1 9.8 7.97*1016
实施例 4 25.1 10.9 7.35*1016
对比例 1 9.3 1.5 9.37*1012
对比例 2 8.7 1.3 8.12*1012
本发明的塑料原料以聚四氟乙烯、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚芳酯乙烯 - 醋酸乙烯共聚物为主要成分，通过加入聚乙烯蜡、石蜡、硼砂、四氯化碳、陶瓷粉、二氧化硅、六溴环十二烷、聚苯乙烯和热稳定剂，辅以改性、干燥、粉碎、混炼、挤塑等工艺，使得制备而成的塑料产品具有较高的导热系数，同时具备优异的绝缘性。本发明的塑料产品原料廉价、工艺简单，适于大规模工业化运用，实用性强。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (4)

1.一种导热绝缘塑料，其特征在于：由下列重量份的原料组成：聚四氟乙烯10-35份、聚碳酸酯10-20份、聚甲基丙烯酸甲酯10-25份、聚对苯二甲酸乙二醇酯10-20份、聚芳酯乙烯-醋酸乙烯共聚物10-30份、聚乙烯蜡5-10份、石蜡5-10份，四氯化碳5-15份、陶瓷粉5-10份、二氧化硅1-3份、硼砂1-3份、六溴环十二烷2-5份、聚苯乙烯5-15份、热稳定剂5-10份。
2.根据权利要求1所述的导热绝缘塑料，其特征在于：所述的热稳定剂为丙烯酸丁酯、鲸蜡硬脂醇、聚二甲基硅氧烷、葵酸甘油三酯和辛烯基琥珀酸酯中的一种或几种。
3.根据权利要求1～2任一所述的导热绝缘塑料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）按照重量份称取各原料；
（2）将聚四氟乙烯、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚芳酯乙烯-醋酸乙烯共聚物混合，加入等质量的浓度为2%的硼酸溶液超声震荡45-60min，再加入15%的NaHCO3溶液调节pH至9.0，然后加入聚乙烯蜡、石蜡和硼砂，搅拌60min；
（3）将搅拌后的混合物在烘箱中干燥，用超微粉碎机进行研磨，得到改性粉体，随后加入四氯化碳、陶瓷粉、二氧化硅、六溴环十二烷、聚苯乙烯和热稳定剂，然后在250℃下经双辊混炼、粉碎后挤出成型，冷却；
（4）将得到的材料干燥后得到产品。
4.根据权利要求3所述的导热绝缘塑料的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中，超声功率为100W，超声温度为60℃。
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