CN105820553A - 一种聚酰胺复合碳化硅耐腐蚀散热材料与制备方法及应用 - Google Patents

一种聚酰胺复合碳化硅耐腐蚀散热材料与制备方法及应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种聚酰胺复合碳化硅耐腐蚀散热材料与制备方法及应用，所述聚酰胺复合碳化硅耐腐蚀散热材料的原料按重量百分比包括：聚酰胺25‑35％、碳化硅35‑45％、二硫化钼3‑15％、六方氮化铝5‑15％、精细石墨2‑7％、热稳定剂1‑2％、抗氧剂1‑2％、有机硅油1‑3％。本发明提出的聚酰胺复合碳化硅耐腐蚀散热材料的制备方法，得到的散热材料具有极高的耐腐蚀性及散热性，且高热导率，高强度，热膨胀系数低，综合性能好，使用寿命长。

Description

一种聚酰胺复合碳化硅耐腐蚀散热材料与制备方法及应用
技术领域
本发明涉及散热材料技术领域，尤其涉及一种聚酰胺复合碳化硅耐腐蚀散热材料及其制备方法。
背景技术
聚酰胺复合材料因优异的综合性能被广泛地应用于电子电器、机械设备等领域，此类零部件同时扮演了结构件与功能件的角色。随着电子设备轻量化及小型化的发展趋势，电子组装密度迅速提高，要求元器件在工作过程中产生的热量须及时散发和传导出去，否则影响到系统能效利用及制品的使用寿命，因而对材料的导散热性能提出了更高的要求。但聚酰胺的热导率仅为0.23W/(m·K)，远不能满足功能型导热塑料的要求，因此提高聚酰胺复合材料的导散热性能是本领域技术人员亟待解决的问题。
向基体聚合物中加入大量填料来提高聚合物的导热系数是目前常用的方法，随着社会的发展，人们对导散热材料的性能提出了更高的要求，现有的聚酰胺材料其绝缘性、导散热性以及强度和耐高低温老化性能已不能满足社会的要求，需要进行改性。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种聚酰胺复合碳化硅耐腐蚀散热材料与制备方法及应用，得到的散热材料具有极高的耐腐蚀性及散热性，且高热导率，高强度，热膨胀系数低，综合性能好，使用寿命长。本发明提出的一种聚酰胺复合碳化硅耐腐蚀散热材料，其原料按重量百分比包括：
上述各组分之和为100％。
优选地，所述聚酰胺的粘度≥3.8Pa.s。
优选地，所述碳化硅为晶体粉末碳化硅。
优选地，所述热稳定剂为热稳定剂1010。
优选地，所述抗氧剂为抗氧剂168。
优选地，所述聚酰胺复合碳化硅耐腐蚀散热材料，其原料按重量百分比包括：
本发明还提出了一种所述聚酰胺复合碳化硅耐腐蚀散热材料的制备方法，包括如下步骤：
S1、将聚酰胺和碳化硅混合均匀，然后在30-40℃下干燥1.5-3h，加入剩余的原料后分散1-2h得到混合物；
S2、将混合物加入高低温设备共混35-50min，其中共混温度为180-200℃，破碎后得到散热母料；
S3、将散热母料加入双螺杆挤出机进行熔融、剪切、共混、压缩、混炼、抽真空、牵引、冷却、切粒得到聚酰胺复合碳化硅耐腐蚀散热材料，其中所述双螺杆挤出机的料筒后部的温度为225-250℃、料筒中部的温度为255-270℃、料筒前部的温度为265-270℃、喷嘴温度为285-300℃；螺杆转速为200-300r/min；喂料器转速为180-250r/min。
本发明还提出了一种所述聚酰胺复合碳化硅耐腐蚀散热材料的应用，所述聚酰胺复合碳化硅耐腐蚀散热材料用于制作电子电器、化工设备、光电封装设备、航天航空设备、风力发电设备、电热元件硅碳棒中的一种。
本发明中，以高粘度为3.8以上的高分子聚酰胺作为基础材料，并配合加入了碳化硅以及其他原料，各原料的性能协同促进，得到的聚酰胺复合碳化硅散热材料耐化学性和耐热性高，耐腐蚀性和耐磨性好，且耐热震、耐老化性能优异，质量轻，强度高，热导率高，膨胀系数小，使用寿命长；可用于制作电子电器、化工设备、光电封装设备、航天航空设备、风力发电设备、电热元件硅碳棒等。
具体实施方式
下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
一种聚酰胺复合碳化硅耐腐蚀散热材料，其原料按重量百分比包括：
本发明提出的一种所述聚酰胺复合碳化硅耐腐蚀散热材料的制备方法，包括如下步骤：
S1、将聚酰胺和碳化硅混合均匀，然后在30℃下干燥3h，加入剩余的原料后分散1h得到混合物；
S2、将混合物加入高低温设备共混50min，其中共混温度为180℃，破碎后得到散热母料；
S3、将散热母料加入双螺杆挤出机进行熔融、剪切、共混、压缩、混炼、抽真空、牵引、冷却、切粒得到聚酰胺复合碳化硅耐腐蚀散热材料，其中所述双螺杆挤出机的料筒后部的温度为250℃、料筒中部的温度为255℃、料筒前部的温度为270℃、喷嘴温度为285℃；螺杆转速为300r/min；喂料器转速为180r/min。
实施例2
一种聚酰胺复合碳化硅耐腐蚀散热材料，其原料按重量百分比包括：
本发明提出的一种所述聚酰胺复合碳化硅耐腐蚀散热材料的制备方法，包括如下步骤：
S1、将聚酰胺和碳化硅混合均匀，然后在40℃下干燥1.5h，加入剩余的原料后分散2h得到混合物；
S2、将混合物加入高低温设备共混35min，其中共混温度为200℃，破碎后得到散热母料；
S3、将散热母料加入双螺杆挤出机进行熔融、剪切、共混、压缩、混炼、抽真空、牵引、冷却、切粒得到聚酰胺复合碳化硅耐腐蚀散热材料，其中所述双螺杆挤出机的料筒后部的温度为225℃、料筒中部的温度为270℃、料筒前部的温度为265℃、喷嘴温度为300℃；螺杆转速为200r/min；喂料器转速为250r/min。
实施例3
一种聚酰胺复合碳化硅耐腐蚀散热材料，其原料按重量百分比包括：
本发明提出的一种所述聚酰胺复合碳化硅耐腐蚀散热材料的制备方法，包括如下步骤：
S1、将聚酰胺和碳化硅混合均匀，然后在32℃下干燥1.8h，加入剩余的原料后分散1.3h得到混合物；
S2、将混合物加入高低温设备共混45min，其中共混温度为186℃，破碎后得到散热母料；
S3、将散热母料加入双螺杆挤出机进行熔融、剪切、共混、压缩、混炼、抽真空、牵引、冷却、切粒得到聚酰胺复合碳化硅耐腐蚀散热材料，其中所述双螺杆挤出机的料筒后部的温度为240℃、料筒中部的温度为258℃、料筒前部的温度为268℃、喷嘴温度为289℃；螺杆转速为280r/min；喂料器转速为200r/min。
实施例4
一种聚酰胺复合碳化硅耐腐蚀散热材料，其原料按重量百分比包括：
本发明提出的一种所述聚酰胺复合碳化硅耐腐蚀散热材料的制备方法，包括如下步骤：
S1、将聚酰胺和碳化硅混合均匀，然后在38℃下干燥2.5h，加入剩余的原料后分散1.8h得到混合物；
S2、将混合物加入高低温设备共混40min，其中共混温度为196℃，破碎后得到散热母料；
S3、将散热母料加入双螺杆挤出机进行熔融、剪切、共混、压缩、混炼、抽真空、牵引、冷却、切粒得到聚酰胺复合碳化硅耐腐蚀散热材料，其中所述双螺杆挤出机的料筒后部的温度为230℃、料筒中部的温度为266℃、料筒前部的温度为267℃、喷嘴温度为200℃；螺杆转速为240r/min；喂料器转速为230r/min。
实施例5
一种聚酰胺复合碳化硅耐腐蚀散热材料，其原料按重量百分比包括：
本发明提出的一种所述聚酰胺复合碳化硅耐腐蚀散热材料的制备方法，包括如下步骤：
S1、将聚酰胺和碳化硅混合均匀，然后在38℃下干燥1.7h，加入剩余的原料后分散1.4h得到混合物；
S2、将混合物加入高低温设备共混48min，其中共混温度为186℃，破碎后得到散热母料；
S3、将散热母料加入双螺杆挤出机进行熔融、剪切、共混、压缩、混炼、抽真空、牵引、冷却、切粒得到聚酰胺复合碳化硅耐腐蚀散热材料，其中所述双螺杆挤出机的料筒后部的温度为233℃、料筒中部的温度为264℃、料筒前部的温度为266℃、喷嘴温度为295℃；螺杆转速为240r/min；喂料器转速为240r/min。
实施例6
一种聚酰胺复合碳化硅耐腐蚀散热材料，其原料按重量百分比包括：
本发明提出的一种所述聚酰胺复合碳化硅耐腐蚀散热材料的制备方法，包括如下步骤：
S1、将聚酰胺和碳化硅混合均匀，然后在34℃下干燥2h，加入剩余的原料后分散1.8h得到混合物；
S2、将混合物加入高低温设备共混43min，其中共混温度为192℃，破碎后得到散热母料；
S3、将散热母料加入双螺杆挤出机进行熔融、剪切、共混、压缩、混炼、抽真空、牵引、冷却、切粒得到聚酰胺复合碳化硅耐腐蚀散热材料，其中所述双螺杆挤出机的料筒后部的温度为242℃、料筒中部的温度为260℃、料筒前部的温度为269℃、喷嘴温度为290℃；螺杆转速为280r/min；喂料器转速为185r/min。
实施例7
一种聚酰胺复合碳化硅耐腐蚀散热材料，其原料按重量百分比包括：
本发明提出的一种所述聚酰胺复合碳化硅耐腐蚀散热材料的制备方法，包括如下步骤：
S1、将聚酰胺和碳化硅混合均匀，然后在31℃下干燥2.6h，加入剩余的原料后分散1.1h得到混合物；
S2、将混合物加入高低温设备共混37min，其中共混温度为196℃，破碎后得到散热母料；
S3、将散热母料加入双螺杆挤出机进行熔融、剪切、共混、压缩、混炼、抽真空、牵引、冷却、切粒得到聚酰胺复合碳化硅耐腐蚀散热材料，其中所述双螺杆挤出机的料筒后部的温度为230℃、料筒中部的温度为266℃、料筒前部的温度为269℃、喷嘴温度为293℃；螺杆转速为236r/min；喂料器转速为220r/min。
实施例8
一种聚酰胺复合碳化硅耐腐蚀散热材料，其原料按重量百分比包括：
本发明提出的一种所述聚酰胺复合碳化硅耐腐蚀散热材料的制备方法，包括如下步骤：
S1、将聚酰胺和碳化硅混合均匀，然后在39℃下干燥1.6h，加入剩余的原料后分散1.9h得到混合物；
S2、将混合物加入高低温设备共混47min，其中共混温度为182℃，破碎后得到散热母料；
S3、将散热母料加入双螺杆挤出机进行熔融、剪切、共混、压缩、混炼、抽真空、牵引、冷却、切粒得到聚酰胺复合碳化硅耐腐蚀散热材料，其中所述双螺杆挤出机的料筒后部的温度为240℃、料筒中部的温度为260℃、料筒前部的温度为270℃、喷嘴温度为289℃；螺杆转速为287r/min；喂料器转速为200r/min。
实施例9
一种聚酰胺复合碳化硅耐腐蚀散热材料，其原料按重量百分比包括：
本发明提出的一种聚酰胺复合碳化硅耐腐蚀散热材料的制备方法，包括如下步骤：
S1、将聚酰胺和碳化硅混合均匀，然后在38℃下干燥2.3h，加入剩余的原料后分散1.7h得到混合物；
S2、将混合物加入高低温设备共混37min，其中共混温度为199℃，破碎后得到散热母料；
S3、将散热母料加入双螺杆挤出机进行熔融、剪切、共混、压缩、混炼、抽真空、牵引、冷却、切粒得到聚酰胺复合碳化硅耐腐蚀散热材料，其中所述双螺杆挤出机的料筒后部的温度为249℃、料筒中部的温度为256℃、料筒前部的温度为269℃、喷嘴温度为287℃；螺杆转速为295r/min；喂料器转速为182r/min。
实施例10
一种聚酰胺复合碳化硅耐腐蚀散热材料，其原料按重量百分比包括：
其中，所述聚酰胺的粘度为3.8Pa.s；
本发明提出的一种聚酰胺复合碳化硅耐腐蚀散热材料的制备方法，包括如下步骤：
S1、将聚酰胺和碳化硅混合均匀，然后在34℃下干燥2.9h，加入剩余的原料后分散1.3h得到混合物；
S2、将混合物加入高低温设备共混46min，其中共混温度为181℃，破碎后得到散热母料；
S3、将散热母料加入双螺杆挤出机进行熔融、剪切、共混、压缩、混炼、抽真空、牵引、冷却、切粒得到聚酰胺复合碳化硅耐腐蚀散热材料，其中所述双螺杆挤出机的料筒后部的温度为226℃、料筒中部的温度为269℃、料筒前部的温度为266℃、喷嘴温度为298℃；螺杆转速为202r/min；喂料器转速为240r/min。
对本发明实施例1-10所得聚酰胺复合碳化硅耐腐蚀散热材料进行检测，其检测结果如下所示：
以上所述声明：上述具体实施方式仅为本发明创新的所有实施例及所运用技术机理和原理，在本发明所公开的保护技术范围内容中，涉及任何熟悉本技术内容领域范围和技术人员在本发明显示技术机理和原理的；根据本发明内容的技术方案及其发明构思所容易想到的加以等同变化替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种聚酰胺复合碳化硅耐腐蚀散热材料，其特征在于，其原料按重量百分比包括：
上述各组分之和为100％。
2.根据权利要求1所述聚酰胺复合碳化硅耐腐蚀散热材料，其特征在于，所述聚酰胺的粘度≥3.8Pa.s。
3.根据权利要求1所述聚酰胺复合碳化硅耐腐蚀散热材料，其特征在于，所述碳化硅为晶体粉末碳化硅。
4.根据权利要求1所述聚酰胺复合碳化硅耐腐蚀散热材料，其特征在于，所述热稳定剂为热稳定剂1010。
5.根据权利要求1所述聚酰胺复合碳化硅耐腐蚀散热材料，其特征在于，所述抗氧剂为抗氧剂168。
6.根据权利要求1所述聚酰胺复合碳化硅耐腐蚀散热材料，其特征在于，其原料按重量百分比包括：
7.一种如权利要求1-6中任一项所述聚酰胺复合碳化硅耐腐蚀散热材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、将聚酰胺和碳化硅混合均匀，然后在30-40℃下干燥1.5-3h，加入剩余的原料后分散1-2h得到混合物；
S2、将混合物加入高低温设备共混35-50min，其中共混温度为180-200℃，破碎后得到散热母料；
S3、将散热母料加入双螺杆挤出机进行熔融、剪切、共混、压缩、混炼、抽真空、牵引、冷却、切粒得到聚酰胺复合碳化硅耐腐蚀散热材料，其中所述双螺杆挤出机的料筒后部的温度为225-250℃、料筒中部的温度为255-270℃、料筒前部的温度为265-270℃、喷嘴温度为285-300℃；螺杆转速为200-300r/min；喂料器转速为180-250r/min。
8.一种如权利要求1-6中任一项所述聚酰胺复合碳化硅耐腐蚀散热材料的应用，其特征在于，所述聚酰胺复合碳化硅耐腐蚀散热材料用于制作电子电器、化工设备、光电封装设备、航天航空设备、风力发电设备、通信设备、军工设备、汽车及火车零部件、电热元件硅碳棒中的一种。
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