CN106147155A - 一种加热器用阻燃pet导热材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及工程塑料技术领域，具体涉及一种加热器用阻燃PET导热材料及其制备方法，所述加热器用阻燃PET导热材料由以下重量份的原料组成：PET 65‑75份、PBT 15‑20份、滑石粉0.4‑0.6份、氧化锌15‑18份、氧化镁3‑6份、纳米氮化硼8‑10份、纳米二氧化硅2‑4份、空心玻璃微珠2‑4份、钛酸酯偶联剂3‑6份、硬脂酸钙1.5‑2.5份、邻苯二甲酸二辛酯1‑2份、胶体五氧化二锑3‑5份、有机硅阻燃剂4‑7份、聚四氟乙烯2‑3份、稳定剂3‑6份，加热器用阻燃PET导热材料的制备方法主要步骤包括称量与烘干、改性处理、预混、挤出造粒，本发明中的加热器用阻燃PET导热材料具有优异的导热性，绝缘性佳，同时具有很好的阻燃性及力学性能，使其在加热器中的使用更加安全可靠。

Description

一种加热器用阻燃PET导热材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及工程塑料技术领域，具体涉及一种加热器用阻燃PET导热材料及其制备方法。
背景技术
加热器是一种能产生或制造出高温的设备，一般来说，最高温度约为70-300℃，它含发热、散热及温度控制三个部分。加热器广泛存在于电子电器设备中，其及时散热能力成为影响使用寿命的重要限制因素，因此研制高导热性能的绝缘材料成为亟需解决的问题。传统的导热材料一般选用铝材或陶瓷类材料，但是这类材料加工困难并且价格昂贵，密度大。塑料质轻、易加工成型，容易设计加工成各种形状，目前已成为导热绝缘材料的主要研究方向。
聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)作为导热绝缘塑料的主要选材之一，其具有优良的耐热性、绝缘性和机械性能，同时具有较低的生产成本和较高的性能价格比，在其使用过程中，好的阻燃性会使其在加热器中的使用更加安全可靠。中国专利CN 103254577A公开了一种“阻燃的聚对苯二甲酸乙二醇酯模塑料”，所述模塑料具有优良的阻燃性能及机械性能，但是其由于导热填料的缺少，并不是一种好的导热材料，故制备具有优异阻燃性质的PET导热材料，具有很好的发展意义。
发明内容
本发明提供了一种加热器用阻燃PET导热材料及其制备方法，该阻燃PET导热材料具有优异的导热性，绝缘性佳，同时具有很好的阻燃性。
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
一种加热器用阻燃PET导热材料，由以下重量份的原料组成：PET 65-75份、PBT15-20份、滑石粉0.4-0.6份、氧化锌15-18份、氧化镁3-6份、纳米氮化硼8-10份、纳米二氧化硅2-4份、空心玻璃微珠2-4份、钛酸酯偶联剂3-6份、硬脂酸钙1.5-2.5份、邻苯二甲酸二辛酯1-2份、胶体五氧化二锑3-5份、有机硅阻燃剂4-7份、聚四氟乙烯2-3份、稳定剂3-6份。
优选地，所述加热器用阻燃PET导热材料，由以下重量份的原料组成：PET 70份、PBT 18份、滑石粉0.5份、氧化锌16份、氧化镁5份、纳米氮化硼9份、纳米二氧化硅3份、空心玻璃微珠3份、钛酸酯偶联剂4份、硬脂酸钙12份、邻苯二甲酸二辛酯1.5份、胶体五氧化二锑4份、有机硅阻燃剂6份、聚四氟乙烯2份、稳定剂5份。
优选地，所述稳定剂为有机锡热稳定剂、紫外线吸收剂、抗氧化剂的混合物。
优选地，所述有机硅阻燃剂为有机硅树脂阻燃剂或聚硅硼氧烷阻燃剂。
优选地，所述紫外吸收剂为UV-P或UV-9。
加热器用阻燃PET导热材料的制备方法，具体包括以下步骤：
(1)称量与烘干：按重量份比称取各原料，将PET于130℃-150℃下干燥3-4小时，PBT于110-120℃下干燥2.5-3.5小时；
(2)改性处理：将氧化锌、氧化镁、纳米氮化硼、纳米二氧化硅混合均匀，得混合粉体，将钛酸酯偶联剂加入到乙醇溶液中，调节pH至偶联剂完全溶解，然后把将混合粉体加入其中，搅拌均匀，使用喷雾干燥的方法对其进行干燥，得表面包覆有一层钛酸酯偶联剂的混合粉体；
(3)预混：将干燥的PET及PBT、滑石粉、表面包覆有一层钛酸酯偶联剂的混合粉体、空心玻璃微珠、硬脂酸钡、邻苯二甲酸二辛酯、胶体五氧化二锑、有机硅阻燃剂、聚四氟乙烯、稳定剂，在搅拌速度为3500-4500r/min下搅拌10-15min后，再在70-80℃下烘干，得到预混物料，搅拌与烘干全程使用惰性气体进行保护；
(4)挤出造粒：将预混物料加入双螺杆挤出机中挤出造粒、冷却，得所述加热器用阻燃PET导热材料。
本发明的有益效果是：本发明中采用与PET相容性好的PBT对其进行共混改性，其中PBT阻燃性及与阻燃剂的亲和性均很好，可有效增强PET的阻燃性，同时提高了其热稳定性、耐磨性、耐老化性及强度。纳米氮化硼的添加可有效增加PET的高温抗氧化性、热导性、化学稳定性及机械性能。纳米二氧化硅可提高PET的强度、韧性、抗老化性、导热性及绝缘性。加入的氧化锌、氧化镁是较好的导热材料，在纳米氮化硼及纳米二氧化硅的协同作用下，使PET导热性能优异。在本发明中，采用了胶体五氧化二锑和有机硅阻燃剂，两者都有很好的阻燃效果。聚四氟乙烯不仅在塑料燃烧时具有抗滴落的作用，同时可增强PET的化学稳定性、热稳定性及绝缘性。在制备过程中进行改性处理，可以加强导热填料与基体的结合从而使导热性能更加优异。本发明中的加热器用阻燃PET导热材料具有优异的导热性，绝缘性佳，同时具有很好的阻燃性及力学性能，使其在加热器中的使用更加安全可靠。
具体实施方式
下面结合具体实施例进一步说明本发明的技术解决方案，实施例不能理解为是对技术解决方案的限制。
实施例1：
一种加热器用阻燃PET导热材料，由以下重量份的原料组成：PET 70份、PBT 18份、滑石粉0.5份、氧化锌16份、氧化镁5份、纳米氮化硼9份、纳米二氧化硅3份、空心玻璃微珠3份、钛酸酯偶联剂4份、硬脂酸钙12份、邻苯二甲酸二辛酯1.5份、胶体五氧化二锑4份、有机硅树脂阻燃剂6份、聚四氟乙烯2份、稳定剂5份。
优选地，所述稳定剂为有机锡热稳定剂、紫外线吸收剂UV-P、抗氧化剂的混合物。
加热器用阻燃PET导热材料的制备方法，具体包括以下步骤：
(1)称量与烘干：按重量份比称取各原料，将PET于150℃下干燥3小时，PBT于120℃下干燥3.5小时；
(2)改性处理：将氧化锌、氧化镁、纳米氮化硼、纳米二氧化硅混合均匀，得混合粉体，将钛酸酯偶联剂加入到乙醇溶液中，调节pH至偶联剂完全溶解，然后把将混合粉体加入其中，搅拌均匀，使用喷雾干燥的方法对其进行干燥，得表面包覆有一层钛酸酯偶联剂的混合粉体；
(3)预混：将干燥的PET及PBT、滑石粉、表面包覆有一层钛酸酯偶联剂的混合粉体、空心玻璃微珠、硬脂酸钡、邻苯二甲酸二辛酯、胶体五氧化二锑、有机硅树脂阻燃剂、聚四氟乙烯、稳定剂，在搅拌速度为4500r/min下搅拌10min后，再在80℃下烘干，得到预混物料，搅拌与烘干全程使用惰性气体进行保护；
(4)挤出造粒：将预混物料加入双螺杆挤出机中挤出造粒、冷却，得所述加热器用阻燃PET导热材料。
实施例2：
一种加热器用阻燃PET导热材料，由以下重量份的原料组成：PET 65份、PBT 20份、滑石粉0.4份、氧化锌18份、氧化镁3份、纳米氮化硼10份、纳米二氧化硅2份、空心玻璃微珠4份、钛酸酯偶联剂3份、硬脂酸钙2.5份、邻苯二甲酸二辛酯1份、胶体五氧化二锑5份、聚硅硼氧烷阻燃剂4份、聚四氟乙烯3份、稳定剂3份。
优选地，所述稳定剂为有机锡热稳定剂、紫外线吸收剂UV-9、抗氧化剂的混合物。
加热器用阻燃PET导热材料的制备方法，具体包括以下步骤：
(1)称量与烘干：按重量份比称取各原料，将PET于130℃下干燥4小时，PBT于110℃下干燥3.5小时；
(2)改性处理：将氧化锌、氧化镁、纳米氮化硼、纳米二氧化硅混合均匀，得混合粉体，将钛酸酯偶联剂加入到乙醇溶液中，调节pH至偶联剂完全溶解，然后把将混合粉体加入其中，搅拌均匀，使用喷雾干燥的方法对其进行干燥，得表面包覆有一层钛酸酯偶联剂的混合粉体；
(3)预混：将干燥的PET及PBT、滑石粉、表面包覆有一层钛酸酯偶联剂的混合粉体、空心玻璃微珠、硬脂酸钡、邻苯二甲酸二辛酯、胶体五氧化二锑、聚硅硼氧烷阻燃剂、聚四氟乙烯、稳定剂，在搅拌速度为3500r/min下搅拌15min后，再在70℃下烘干，得到预混物料，搅拌与烘干全程使用惰性气体进行保护；
(4)挤出造粒：将预混物料加入双螺杆挤出机中挤出造粒、冷却，得所述加热器用阻燃PET导热材料。
实施例3：
一种加热器用阻燃PET导热材料，由以下重量份的原料组成：PET 75份、PBT 15份、滑石粉0.6份、氧化锌15份、氧化镁6份、纳米氮化硼8份、纳米二氧化硅4份、空心玻璃微珠2份、钛酸酯偶联剂6份、硬脂酸钙1.5份、邻苯二甲酸二辛酯2份、胶体五氧化二锑3份、聚硅硼氧烷阻燃剂7份、聚四氟乙烯2份、稳定剂6份。
优选地，所述稳定剂为有机锡热稳定剂、紫外线吸收剂UV-9、抗氧化剂的混合物。
加热器用阻燃PET的制备方法，具体包括以下步骤：
(1)称量与烘干：按重量份比称取各原料，将PET于140℃下干燥3小时，PBT于115℃下干燥3小时；
(2)改性处理：将氧化锌、氧化镁、纳米氮化硼、纳米二氧化硅混合均匀，得混合粉体，将钛酸酯偶联剂加入到乙醇溶液中，调节pH至偶联剂完全溶解，然后把将混合粉体加入其中，搅拌均匀，使用喷雾干燥的方法对其进行干燥，得表面包覆有一层钛酸酯偶联剂的混合粉体；
(3)预混：将干燥的PET及PBT、滑石粉、表面包覆有一层钛酸酯偶联剂的混合粉体、空心玻璃微珠、硬脂酸钡、邻苯二甲酸二辛酯、胶体五氧化二锑、聚硅硼氧烷阻燃剂、聚四氟乙烯、稳定剂，在搅拌速度为4000r/min下搅12min后，使原料在72℃下烘干，得到预混物料，搅拌与烘干全程使用惰性气体进行保护；
(4)挤出造粒：将预混物料加入双螺杆挤出机中挤出造粒、冷却，得所述加热器用阻燃PET导热材料。
实施例4：
一种加热器用阻燃PET导热材料，由以下重量份的原料组成：PET 75份、PBT 20份、滑石粉0.4份、氧化锌15份、氧化镁6份、纳米氮化硼10份、纳米二氧化硅2份、空心玻璃微珠份、钛酸酯偶联剂6份、硬脂酸钙2.5份、邻苯二甲酸二辛酯1份、胶体五氧化二锑3份、有机硅树脂阻燃剂5份、聚四氟乙烯2份、稳定剂5份。
优选地，所述稳定剂为有机锡热稳定剂、紫外线吸收剂UV-P、抗氧化剂的混合物。
加热器用阻燃PET导热材料的制备方法，具体包括以下步骤：
(1)称量与烘干：按重量份比称取各原料，将PET于135℃下干燥4小时，PBT于110℃下干燥3.5小时；
(2)改性处理：将氧化锌、氧化镁、纳米氮化硼、纳米二氧化硅混合均匀，得混合粉体，将钛酸酯偶联剂加入到乙醇溶液中，调节pH至偶联剂完全溶解，然后把将混合粉体加入其中，搅拌均匀，使用喷雾干燥的方法对其进行干燥，得表面包覆有一层钛酸酯偶联剂的混合粉体；
(3)预混：将干燥的PET及PBT、滑石粉、表面包覆有一层钛酸酯偶联剂的混合粉体、空心玻璃微珠、硬脂酸钡、邻苯二甲酸二辛酯、胶体五氧化二锑、有机硅树脂阻燃剂、聚四氟乙烯、稳定剂，在搅拌速度为4500r/min下搅拌15min后，使原料在75℃下烘干，得到预混物料，搅拌与烘干全程使用惰性气体进行保护；
(4)挤出造粒：将预混物料加入双螺杆挤出机中挤出造粒、冷却，得所述加热器用阻燃PET导热材料。
实施例5：
一种加热器用阻燃PET导热材料，由以下重量份的原料组成：PET 72份、PBT 16份、滑石粉0.5份、氧化锌15份、氧化镁6份、纳米氮化硼10份、纳米二氧化硅3份、空心玻璃微珠4份、钛酸酯偶联剂3份、硬脂酸钙2.5份、邻苯二甲酸二辛酯1.5份、胶体五氧化二锑4份、有机硅树脂阻燃剂7份、聚四氟乙烯3份、稳定剂5份。
优选地，所述稳定剂为有机锡热稳定剂、紫外线吸收剂UV-9、抗氧化剂的混合物。
加热器用阻燃PET导热材料的制备方法，具体包括以下步骤：
(1)称量与烘干：按重量份比称取各原料，将PET于145℃下干燥3.5小时，PBT于110℃下干燥3小时；
(2)改性处理：将氧化锌、氧化镁、纳米氮化硼、纳米二氧化硅混合均匀，得混合粉体，将钛酸酯偶联剂加入到乙醇溶液中，调节pH至偶联剂完全溶解，然后把将混合粉体加入其中，搅拌均匀，使用喷雾干燥的方法对其进行干燥，得表面包覆有一层钛酸酯偶联剂的混合粉体；
(3)预混：将干燥的PET及PBT、滑石粉、表面包覆有一层钛酸酯偶联剂的混合粉体、空心玻璃微珠、硬脂酸钡、邻苯二甲酸二辛酯、胶体五氧化二锑、有机硅树脂阻燃剂、聚四氟乙烯、稳定剂，在搅拌速度为3500r/min下搅拌10min后，使原料在78℃下烘干，得到预混物料，搅拌与烘干全程使用惰性气体进行保护；
(4)挤出造粒：将预混物料加入双螺杆挤出机中挤出造粒、冷却，得所述加热器用阻燃PET导热材料。
性能测试：对由实施例1-5所制得的加热器用阻燃PET导热材料进行性能测试，测试结果如表1所示：
表1加热器用阻燃PET导热材料的性能测试结果
由表1结果可以看出，本发明中的加热器用阻燃PET导热材料具有优异的导热性，绝缘性佳，同时具有很好的阻燃性及强度。

Claims (6)

1.一种加热器用阻燃PET导热材料，其特征在于，由以下重量份的原料组成：PET 65-75份、PBT 15-20份、滑石粉0.4-0.6份、氧化锌15-18份、氧化镁3-6份、纳米氮化硼8-10份、纳米二氧化硅2-4份、空心玻璃微珠2-4份、钛酸酯偶联剂3-6份、硬脂酸钙1.5-2.5份、邻苯二甲酸二辛酯1-2份、胶体五氧化二锑3-5份、有机硅阻燃剂4-7份、聚四氟乙烯2-3份、稳定剂3-6份。
2.根据权利要求1所述的加热器用阻燃PET导热材料，其特征在于，由以下重量份的原料组成：PET 70份、PBT 18份、滑石粉0.5份、氧化锌16份、氧化镁5份、纳米氮化硼9份、纳米二氧化硅3份、空心玻璃微珠3份、钛酸酯偶联剂4份、硬脂酸钙12份、邻苯二甲酸二辛酯1.5份、胶体五氧化二锑4份、有机硅阻燃剂6份、聚四氟乙烯2份、稳定剂5份。
3.根据权利要求2所述的加热器用阻燃PET导热材料，其特征在于，所述稳定剂为有机锡热稳定剂、紫外线吸收剂、抗氧化剂的混合物。
4.根据权利要求2所述的加热器用阻燃PET导热材料，其特征在于，所述有机硅阻燃剂为有机硅树脂阻燃剂或聚硅硼氧烷阻燃剂。
5.根据权利要求3所述的加热器用阻燃PET导热材料，其特征在于，所述紫外吸收剂为UV-P或UV-9。
6.根据权利要求1-5任一项所述的加热器用阻燃PET导热材料的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
(1)称量与烘干：按重量份比称取各原料，再将PET于130℃-150℃下干燥3-4小时，PBT于110-120℃下干燥2.5-3.5小时；
(2)改性处理：将氧化锌、氧化镁、纳米氮化硼、纳米二氧化硅混合均匀，得混合粉体，将钛酸酯偶联剂加入到乙醇溶液中，调节pH至偶联剂完全溶解，然后把将混合粉体加入其中，搅拌均匀，使用喷雾干燥的方法对其进行干燥，得表面包覆有一层钛酸酯偶联剂的混合粉体；
(3)预混：将干燥的PET及PBT、滑石粉、表面包覆有一层钛酸酯偶联剂的混合粉体、空心玻璃微珠、硬脂酸钡、邻苯二甲酸二辛酯、胶体五氧化二锑、有机硅阻燃剂、聚四氟乙烯、稳定剂，在搅拌速度为3500-4500r/min下搅拌10-15min后，再在70-80℃下烘干，得到预混物料，搅拌与烘干全程使用惰性气体进行保护；
(4)挤出造粒：将预混物料加入双螺杆挤出机中挤出造粒、冷却，得所述加热器用阻燃PET导热材料。
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