CN106633700A - 一种led用改性纳米二氧化硅增强增韧pbt高导热阻燃型塑料及其制备方法 - Google Patents
一种led用改性纳米二氧化硅增强增韧pbt高导热阻燃型塑料及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN106633700A CN106633700A CN201611225935.5A CN201611225935A CN106633700A CN 106633700 A CN106633700 A CN 106633700A CN 201611225935 A CN201611225935 A CN 201611225935A CN 106633700 A CN106633700 A CN 106633700A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- pbt
- flame retardant
- led
- heat
- retardant plastic
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L67/00—Compositions of polyesters obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L67/02—Polyesters derived from dicarboxylic acids and dihydroxy compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K5/00—Heat-transfer, heat-exchange or heat-storage materials, e.g. refrigerants; Materials for the production of heat or cold by chemical reactions other than by combustion
- C09K5/08—Materials not undergoing a change of physical state when used
- C09K5/14—Solid materials, e.g. powdery or granular
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K2201/00—Specific properties of additives
- C08K2201/011—Nanostructured additives
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K2201/00—Specific properties of additives
- C08K2201/014—Additives containing two or more different additives of the same subgroup in C08K
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L2201/00—Properties
- C08L2201/02—Flame or fire retardant/resistant
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L2203/00—Applications
- C08L2203/20—Applications use in electrical or conductive gadgets
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L2205/00—Polymer mixtures characterised by other features
- C08L2205/03—Polymer mixtures characterised by other features containing three or more polymers in a blend
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
本发明公开了一种LED用改性纳米二氧化硅增强增韧PBT高导热阻燃型塑料,及其制备工艺,其特征在于,以氧化镁、氮化硼、PBT、EVA、玻璃纤维、107胶、二月桂酸二丁基锡、正硅酸乙酯、三聚氰胺氰尿酸盐、硼酸锌、次磷酸铝、竹炭、纳米SiO2、二羟基丁基氯化锡、氧化石墨烯、碳纤维、四辛基溴化铵、异氰酸酯丙基三乙氧基硅烷等为原料。本发明制备了KH550表面处理的导热硅橡胶;以二羟基丁基氯化锡为催化剂,用纳米SiO2对聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)进行增强增韧处理;利用次磷酸铝、三聚氰胺氰尿酸盐制备了复合阻燃剂;得到一种LED用改性纳米SiO2增强增韧PBT高导热阻燃型塑料。
Description
技术领域
本发明涉及复合材料领域,具体涉及一种LED用改性纳米二氧化硅增强增韧PBT高导热阻燃型塑料,及其制备工艺。
背景技术
LED作为一种优良的光电器件,具有体积小、寿命长、低碳环保、节能稳定等优点,预计在未来的几年内将成为新一代理想的通用照明光源。随着LED向高光强、高功率发展,其散热问题日渐突出,严重影响了LED的光输出特性和器的寿命,已成为大功率LED封装必需解决的关键问题。导热复合材料作为LED灯用外壳,具有质轻,易于加工成型,成本低等优点。
为了提高导热复合材料的导热性能及力学性能,以满足LED灯用外壳的使用要求。马洁玲在其硕士学位论文《LED灯用导热塑料的研究》中,以聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)为基体,以氧化镁和氮化硼为导热填料,加入乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)和玻璃纤维对其进行增强增韧处理,使用双螺杆挤出机制备了导热复合材料,提高了导热复合材料的导热性能及力学性能,但存在导热性能不足,且不具备阻燃性能。
本发明以氧化镁、氮化硼为填料,以正硅酸乙酯为硫化剂,以二月桂酸二丁基锡为催化剂,制备了KH550表面处理的导热硅橡胶,提高了硅橡胶的导热性能;以二羟基丁基氯化锡为催化剂,用纳米SiO2对聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)进行增强增韧处理;次磷酸铝(AHP)磷含量高、阻燃效果好,三聚氰胺氰尿酸盐(MCA)是一种典型的氮系无卤阻燃剂,无臭无味,分解温度高,低烟低毒,制备了复合阻燃剂;碳纤维是一种性能优异的新型增强材料,具有低密度、高比强和耐腐蚀等优点;得到一种LED用改性纳米SiO2增强增韧PBT高导热阻燃型塑料。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种LED用改性纳米二氧化硅增强增韧PBT高导热阻燃型塑料及其制备工艺,依照该工艺制作的复合材料导热系数高、阻燃性能好,能更好的改善LED的散热。
本发明所要解决的技术问题采用以下的技术方案来实现:
氧化镁5-7,氮化硼8-12,PBT 15-25,EVA 5-10,玻璃纤维4-9,107胶2-5,二月桂酸二丁基锡1-3,正硅酸乙酯1-3,三聚氰胺氰尿酸盐3-5,硼酸锌2-4,次磷酸铝2-4,竹炭1-3,纳米SiO2 2-5,二羟基丁基氯化锡1-2,氧化石墨烯2-4,碳纤维4-10,KH550 1-2,四辛基溴化铵1-3,异氰酸酯丙基三乙氧基硅烷1-3,乙醇、丙酮、NaOH溶液、蒸馏水、二甲苯适量。
一种LED用改性纳米二氧化硅增强增韧PBT高导热阻燃型塑料的制备方法,其特征在于,按以下步骤进行:
a. 将KH550与乙醇混合,水浴加热到70-90℃,加入氧化镁和氮化硼,搅拌10-30min,取出静置1-2h,用吸管吸去上层溶液,于75-95℃烘干1-2h后,与107胶混合,再加入二月桂酸二丁基锡、正硅酸乙酯,搅拌1-2h;
b. 向三聚氰胺氰尿酸盐中加NaOH溶液,搅拌均匀,加入硼酸锌,升温65-95℃反应1-3h,得白色粘稠产物,抽滤、水洗3-5次,于115-165℃干燥1-3h;将次磷酸铝、竹炭在100-150℃烘干1-2h后,与前者混合,超细粉碎,得复合阻燃剂;
c. 把四辛基溴化铵分散在二甲苯中,磁力搅拌20-40min,将SiO2分散其中,超声1-2h,在N2保护下加入异氰酸酯丙基三乙氧基硅烷,80-90℃油浴反应2-4h,分离,用二甲苯清洗3-5次,于60-80℃真空干燥3-5h;
d. 将PBT加热到150-170℃,把b、c中所得物料加入其中,混合均匀,再加入二羟基丁基氯化锡,聚合反应1-2h后,移入冰水浴中并粉碎,将所得样品于105-130℃真空干燥2-4h;
e. 将氧化石墨烯加入d中所得物料,超声振动2-3h,加入碳纤维和丙酮,混合均匀,超声振荡1-2h;
f. 将a、e中所得物料及其他剩余原料放入高速搅拌机中搅拌1-2h,置于双螺杆挤出机中,在200-250℃熔融挤出,经空气冷却,造粒机造粒,再放入烘箱中75-95℃烘干4-8h,取出,经注塑机于235-255℃注塑成型,得到一种LED用改性纳米SiO2增强增韧PBT高导热阻燃型塑料。
本发明的反应机理如下:
(1)以氧化镁、氮化硼为填料,以正硅酸乙酯为硫化剂,以二月桂酸二丁基锡为催化剂,制备了KH550表面处理的导热硅橡胶,提高了硅橡胶的导热性能。
(2)次磷酸铝(AHP)具有磷含量高、阻燃效果好的优点,协效剂竹炭的加入能够促使AHP降解生成磷酸和焦磷酸,在固相中,磷酸和焦磷酸可以促进复合材料降解成炭,且降解后产生的致密炭层可以阻止氧和热传递到聚合物基体内部,有利于提高材料的阻燃性能;三聚氰胺氰尿酸盐(MCA)是一种典型的氮系无卤阻燃剂,无臭无味,分解温度高,低烟低毒,采用硼酸锌对MCA进行控制,使硼酸锌分散沉积在MCA表面,对MCA进行包覆,分隔成较小的独立反应体系,使得反应体系的粘度始终保持在一个较低的水平。
(3)纳米SiO2具有比表面积大、无毒、耐高温等特点,是一种优良的增强材料;采用四辛基溴化铵(TOAB)改善纳米SiO2颗粒的分散性,并在SiO2表面进行聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)的接枝改性,以二羟基丁基氯化锡为催化剂,采用纳米SiO2对PBT进行增强增韧处理。
(4)氧化石墨烯具有高的径厚比,热还原后形成导热母粒在复合材料中形成导热通路,复合材料具有良好的力学性能、优异的导热性能,并且制备工艺简单、成本低廉。碳纤维是一种性能优异的新型增强材料,具有低密度、高比强和耐腐蚀等优点。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解,下面结合具体实施例,进一步阐述本发明。
实施例
一种LED用改性纳米二氧化硅增强增韧PBT高导热阻燃型塑料,由下述重量份(g)的原料制得:
氧化镁7,氮化硼8,PBT 25,EVA 10,玻璃纤维9,107胶2,二月桂酸二丁基锡3,正硅酸乙酯1,三聚氰胺氰尿酸盐3,硼酸锌2,次磷酸铝4,竹炭1,纳米SiO2 5,二羟基丁基氯化锡1,氧化石墨烯4,碳纤维10,KH550 1,四辛基溴化铵3,异氰酸酯丙基三乙氧基硅烷3,乙醇、丙酮、NaOH溶液、蒸馏水、二甲苯适量。
一种LED用改性纳米二氧化硅增强增韧PBT高导热阻燃型塑料的制备方法,其特征在于,按以下步骤进行:
a. 将KH550与乙醇混合,水浴加热到80-90℃,加入氧化镁和氮化硼,搅拌30min,取出静置1h,用吸管吸去上层溶液,于85-95℃烘干1h后,与107胶混合,再加入二月桂酸二丁基锡、正硅酸乙酯,搅拌1h;
b. 向三聚氰胺氰尿酸盐中加NaOH溶液,搅拌均匀,加入硼酸锌,升温85-95℃反应1h,得白色粘稠产物,抽滤、水洗3次,于145-165℃干燥1h;将次磷酸铝、竹炭在140-150℃烘干1h后,与前者混合,超细粉碎,得复合阻燃剂;
c. 把四辛基溴化铵分散在二甲苯中,磁力搅拌40min,将SiO2分散其中,超声1h,在N2保护下加入异氰酸酯丙基三乙氧基硅烷,80-90℃油浴反应2h,分离,用二甲苯清洗3次,于60-70℃真空干燥3h;
d. 将PBT加热到150-160℃,把b、c中所得物料加入其中,混合均匀,再加入二羟基丁基氯化锡,聚合反应2h后,移入冰水浴中并粉碎,将所得样品于120-130℃真空干燥2h;
e. 将氧化石墨烯加入d中所得物料,超声振动2h,加入碳纤维和丙酮,混合均匀,超声振荡1h;
f. 将a、e中所得物料及其他剩余原料放入高速搅拌机中搅拌1h,置于双螺杆挤出机中,在230-250℃熔融挤出,经空气冷却,造粒机造粒,再放入烘箱中85-95℃烘干4h,取出,经注塑机于245-255℃注塑成型,得到一种LED用改性纳米SiO2增强增韧PBT高导热阻燃型塑料。
上述实施例制备的一种LED用改性纳米二氧化硅增强增韧PBT高导热阻燃型塑料的性能检测结果如下所示:
导热系数为316.29W/m K,热膨胀系数为14.12×10-6·K-1(50-150℃),拉伸强度为59.79MPa,弯曲强度为44.94MPa,冲击强度为3.92KJ/m2,断裂伸长率达14.61%。
Claims (2)
1.一种LED用改性纳米二氧化硅增强增韧PBT高导热阻燃型塑料,其特征在于,由下述重量份的原料制得:
氧化镁5-7,氮化硼8-12,PBT 15-25,EVA 5-10,玻璃纤维4-9,107胶2-5,二月桂酸二丁基锡1-3,正硅酸乙酯1-3,三聚氰胺氰尿酸盐3-5,硼酸锌2-4,次磷酸铝2-4,竹炭1-3,纳米SiO2 2-5,二羟基丁基氯化锡1-2,氧化石墨烯2-4,碳纤维4-10,KH550 1-2,四辛基溴化铵1-3,异氰酸酯丙基三乙氧基硅烷1-3,乙醇、丙酮、NaOH溶液、蒸馏水、二甲苯适量。
2.根据权利要求1所述的一种LED用改性纳米二氧化硅增强增韧PBT高导热阻燃型塑料的制备方法,其特征在于,按以下步骤进行:
a.将KH550与乙醇混合,水浴加热到70-90℃,加入氧化镁和氮化硼,搅拌10-30min,取出静置1-2h,用吸管吸去上层溶液,于75-95℃烘干1-2h后,与107胶混合,再加入二月桂酸二丁基锡、正硅酸乙酯,搅拌1-2h;
b. 向三聚氰胺氰尿酸盐中加NaOH溶液,搅拌均匀,加入硼酸锌,升温65-95℃反应1-3h,得白色粘稠产物,抽滤、水洗3-5次,于115-165℃干燥1-3h;将次磷酸铝、竹炭在100-150℃烘干1-2h后,与前者混合,超细粉碎,得复合阻燃剂;
c. 把四辛基溴化铵分散在二甲苯中,磁力搅拌20-40min,将SiO2分散其中,超声1-2h,在N2保护下加入异氰酸酯丙基三乙氧基硅烷,80-90℃油浴反应2-4h,分离,用二甲苯清洗3-5次,于60-80℃真空干燥3-5h;
d. 将PBT加热到150-170℃,把b、c中所得物料加入其中,混合均匀,再加入二羟基丁基氯化锡,聚合反应1-2h后,移入冰水浴中并粉碎,将所得样品于105-130℃真空干燥2-4h;
e. 将氧化石墨烯加入d中所得物料,超声振动2-3h,加入碳纤维和丙酮,混合均匀,超声振荡1-2h;
f. 将a、e中所得物料及其他剩余原料放入高速搅拌机中搅拌1-2h,置于双螺杆挤出机中,在200-250℃熔融挤出,经空气冷却,造粒机造粒,再放入烘箱中75-95℃烘干4-8h,取出,经注塑机于235-255℃注塑成型,得到一种LED用改性纳米SiO2增强增韧PBT高导热阻燃型塑料。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201611225935.5A CN106633700A (zh) | 2016-12-27 | 2016-12-27 | 一种led用改性纳米二氧化硅增强增韧pbt高导热阻燃型塑料及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201611225935.5A CN106633700A (zh) | 2016-12-27 | 2016-12-27 | 一种led用改性纳米二氧化硅增强增韧pbt高导热阻燃型塑料及其制备方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN106633700A true CN106633700A (zh) | 2017-05-10 |
Family
ID=58832311
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201611225935.5A Pending CN106633700A (zh) | 2016-12-27 | 2016-12-27 | 一种led用改性纳米二氧化硅增强增韧pbt高导热阻燃型塑料及其制备方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN106633700A (zh) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114031930A (zh) * | 2021-11-25 | 2022-02-11 | 广州敬信高聚物科技有限公司 | 一种高强度高阻燃聚氨酯电缆护套料及其制备方法 |
CN115044177A (zh) * | 2022-08-16 | 2022-09-13 | 杭州和顺科技股份有限公司 | 一种阻燃母粒、聚酯复合薄膜及其制备方法 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103709629A (zh) * | 2012-09-29 | 2014-04-09 | 青岛欣展塑胶有限公司 | 一种纳米级增韧阻燃的pbt复合材料 |
CN105219040A (zh) * | 2015-11-18 | 2016-01-06 | 南通开普乐工程塑料有限公司 | 一种无卤阻燃增强pbt复合材料 |
CN105440599A (zh) * | 2015-12-17 | 2016-03-30 | 东莞市旭旺塑胶科技有限公司 | 一种高效复合pbt导散热材料及其制备方法和应用 |
-
2016
- 2016-12-27 CN CN201611225935.5A patent/CN106633700A/zh active Pending
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103709629A (zh) * | 2012-09-29 | 2014-04-09 | 青岛欣展塑胶有限公司 | 一种纳米级增韧阻燃的pbt复合材料 |
CN105219040A (zh) * | 2015-11-18 | 2016-01-06 | 南通开普乐工程塑料有限公司 | 一种无卤阻燃增强pbt复合材料 |
CN105440599A (zh) * | 2015-12-17 | 2016-03-30 | 东莞市旭旺塑胶科技有限公司 | 一种高效复合pbt导散热材料及其制备方法和应用 |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114031930A (zh) * | 2021-11-25 | 2022-02-11 | 广州敬信高聚物科技有限公司 | 一种高强度高阻燃聚氨酯电缆护套料及其制备方法 |
CN114031930B (zh) * | 2021-11-25 | 2023-08-22 | 广州敬信高聚物科技有限公司 | 一种高强度高阻燃聚氨酯电缆护套料及其制备方法 |
CN115044177A (zh) * | 2022-08-16 | 2022-09-13 | 杭州和顺科技股份有限公司 | 一种阻燃母粒、聚酯复合薄膜及其制备方法 |
CN115044177B (zh) * | 2022-08-16 | 2022-11-04 | 杭州和顺科技股份有限公司 | 一种阻燃母粒、聚酯复合薄膜及其制备方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN104559149A (zh) | 一种碳素复合高导热塑料材料及其制备方法 | |
CN103772922A (zh) | 阻燃绝缘导热聚对苯二甲酸丁二醇酯复合材料及制备方法 | |
CN1923879A (zh) | 硅烷交联低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料及其生产工艺 | |
CN102757648A (zh) | 一种导热硅橡胶复合材料及其制备方法 | |
JP2013500883A (ja) | オーバーモールドされた耐熱性ポリアミド複合構造およびその作製方法 | |
CN103232608B (zh) | 一种用紫外光交联高分子ptc材料采用3d打印方式制备面状加热器的方法 | |
CN106751579A (zh) | 一种led用镀镍碳纤维‑石墨烯填充高导电型塑料及其制备方法 | |
CN106633700A (zh) | 一种led用改性纳米二氧化硅增强增韧pbt高导热阻燃型塑料及其制备方法 | |
CN103509316A (zh) | 一种高导热绝缘聚酯复合材料及制备方法 | |
CN108610604A (zh) | 一种高导热性高绝缘性半固化片及其制备方法 | |
CN106589921B (zh) | 一种聚酰胺组合物及其制备方法 | |
CN104788951A (zh) | 一种led高导热性能复合材料及制备方法 | |
CN106751584A (zh) | 一种led用氧化接枝改性碳纤维‑石墨烯填充高导热阻燃型塑料及其制备方法 | |
CN106589856A (zh) | 一种led用碳纤维‑石墨烯填充的柔性高导热绝缘阻燃型塑料及其制备方法 | |
CN109401045A (zh) | 一种高性能功能化合金改性聚丙烯波纹管专用料及其制备方法 | |
CN104559146A (zh) | 一种晶须增强导热塑料材料及其制备方法 | |
CN104610738A (zh) | 一种高性能散热复合材料 | |
CN106751581A (zh) | 一种led用碳纤维‑石墨烯填充的金刚石粉‑铜粉复合的高导热阻燃型塑料及其制备方法 | |
CN109776865A (zh) | 一种增韧阻燃聚乳酸复合材料及其制备方法 | |
CN106674927A (zh) | 一种led用碳纤维‑石墨烯填充高导热阻燃型塑料及其制备方法 | |
CN105367860A (zh) | 一种用于电力电缆的绝缘材料及其制备方法 | |
CN110615928B (zh) | 改性煤矸石粉填充聚烯烃阻燃复合材料及制备工艺 | |
CN106751583A (zh) | 一种LED用纤维素‑CdTe可调荧光色的高导热阻燃型塑料及其制备方法 | |
CN110628147A (zh) | 改性pvc发泡地垫及其制备方法 | |
CN106751580A (zh) | 一种led用电化学氧化碳纤维‑石墨烯填充高导热阻燃型塑料及其制备方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20170510 |
|
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |