CN106832898B - 一种高导热绝缘塑料及其制备方法和应用 - Google Patents

一种高导热绝缘塑料及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种高导热绝缘塑料及其制备方法和应用。具体地，本发明公开了一种高导热绝缘塑料，所述高导热绝缘塑料包含热塑性塑料以及均匀分布于所述热塑性塑料中的复合导热填料，其中，所述复合导热填料包含石墨烯和无机绝缘型导热填料。本发明还公开了所述高导热绝缘塑料的制备方法和应用。所述高导热绝缘塑料在保持其力学性能和绝缘性能的情况下，由于特定复合导热填料的加入使得其导热率获得明显改善，这对拓展导热塑料的应用领域具有重要意义。

Description

一种高导热绝缘塑料及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及材料领域，具体地涉及一种高导热绝缘塑料及其制备方法和应用。
背景技术
目前，导热塑料正越来越多地取代金属部件应用于航天航空、电子电器、汽车零部件、化工生产等各领域。相比起传统的金属散热部件，导热塑料具有质轻、产品设计自由度高、成型加工方便、生产效率高、散热均匀、可避免灼热点且能有效减少零件因高温造成的局部变形等诸多优点。更重要的是，由于导热塑料具有绝缘性，当将其用于电子器件上时可以避免因导电而产生的安全问题。但是，常规的导热绝缘塑料存在导热率(约为0.14～0.34W/m·K)偏低的不足，这极大地限制了其应用领域。
因此，本领域急需开发一种兼具优异导热性能和绝缘性能的新型复合导热塑料以满足市场需求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种兼具优异导热性能和绝缘性能的新型复合导热塑料。
本发明的第一方面，提供了一种高导热绝缘塑料，所述高导热绝缘塑料包含热塑性塑料以及均匀分布于所述热塑性塑料中的复合导热填料，其中，所述复合导热填料包含石墨烯和无机绝缘型导热填料。
在另一优选例中，所述石墨烯在所述复合导热填料中分布均匀。
在另一优选例中，所述“分布均匀”是指在所述复合导热填料中任一单位体积内所述石墨烯的体积密度与在所述复合导热填料中所述石墨烯的平均体积密度的比为0.7-1.3，较佳地0.8-1.2，更佳地0.9-1.1。
在另一优选例中，按所述高导热绝缘塑料的总重量计，所述复合导热填料的含量为30-70wt％；和/或
按所述高导热绝缘塑料的总重量计，所述热塑性塑料的含量为15-45wt％；和/或
按所述高导热绝缘塑料的总重量计，所述石墨烯的含量为0.8-8wt％；和/或
按所述高导热绝缘塑料的总重量计，所述无机绝缘型导热填料的含量为35-60wt％。
在另一优选例中，按所述高导热绝缘塑料的总重量计，所述复合导热填料的含量为35-65wt％，较佳地为40-60wt％，更佳地为45-55wt％。
在另一优选例中，按所述高导热绝缘塑料的总重量计，所述热塑性塑料的含量为20-40wt％，较佳地为25-35wt％。
在另一优选例中，按所述高导热绝缘塑料的总重量计，所述石墨烯的含量为1-6wt％，较佳地为1-5wt％。
在另一优选例中，按所述高导热绝缘塑料的总重量计，所述无机绝缘型导热填料的含量为40-55wt％，较佳地为43-52wt％。
在另一优选例中，所述复合导热填料经偶联剂表面修饰处理。
在另一优选例中，按所述高导热绝缘塑料的总重量计，所述偶联剂的含量为0.1-5wt％，较佳地为0.2-3wt％，更佳地为0.2-1wt％。
在另一优选例中，所述偶联剂选自下组：硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、或其组合。
在另一优选例中，所述硅烷偶联剂选自下组：乙烯基三乙氧基硅烷(A-151)、乙烯基三甲氧基硅烷(A-171)、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷(A-172)、γ―氨丙基三甲氧基硅烷(KH-540)、3-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)、3-氨丙基三甲氧基硅烷(KH551)、3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷(KH560)、γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷(KH570)、γ―巯丙基三乙氧基硅烷(KH-580)、N-β-氨乙基-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷(KH-602)、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH-791)、N-β-(氨乙基)-γ氨丙基三甲氧基硅烷(KH-792)、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH-901)、γ―氨丙基甲基二乙氧基硅烷(KH-902)、二乙胺基代甲基三乙氧基硅烷(nd-22)、苯胺甲基三乙氧基硅烷(ND-42)、二氯甲基三乙氧基硅烷(ND-43)、双(γ-三乙氧基硅丙基)-四硫化物(SI-69)、苯基三甲氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、或其组合。
在另一优选例中，所述钛酸酯偶联剂选自下组：异丙基二油酸酰氧基(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯(TMC-101)、异丙基三(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯(TMC-102)、单烷氧基不饱和脂肪酸钛酸酯(TMC-105)、异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯(TMC-201)、双(二辛氧基焦磷酸酯基)乙撑钛酸酯和三乙醇胺的螯合物(TMC-311w)、双(二辛氧基焦磷酸酯基)乙撑钛酸酯(TMC-311)、或其组合。
在另一优选例中，所述修饰为化学修饰。
在另一优选例中，所述经偶联剂表面修饰的复合导热填料经包覆剂包覆处理。
在另一优选例中，按所述高导热绝缘塑料的总重量计，所述包覆剂的含量为0.1-5wt％，较佳地为0.3－3wt％，更佳地为0.4－1wt％。
在另一优选例中，所述包覆剂选自下组：石蜡、十八烷酸、硬脂酸钡、硬脂酸锌、硬脂酸钙、油酰胺、硬质酰胺、乙撑双硬脂酸酰胺、硬脂酰基硬质酰胺、乙丙酰脲二醇、聚甘油脂肪酸酯、或其组合。
在另一优选例中，所述石蜡选自下组：液体石蜡、氯化石蜡、或其组合。
在另一优选例中，所述包覆为物理包覆。
在另一优选例中，所述热塑性塑料是注塑级的。
在另一优选例中，所述复合导热填料均匀分布于所述热塑性塑料中。
在另一优选例中，所述“均匀分布”是指任一单位体积内所述复合导热填料的体积密度与在整个所述高导热绝缘塑料中所述复合导热填料的平均体积密度的比值为0.7-1.3，较佳地为0.8-1.2，更佳地为0.9-1.1。
在另一优选例中，所述高导热绝缘塑料具有选自下组的一个或多个特征：
1)所述高导热绝缘塑料的形状选自下组：颗粒状、片状、纤维状、条状、块状、棒状、或其组合；
在另一优选例中，所述复合导热填料的形状选自下组：颗粒状、片状、纤维状、或其组合。
2)组成所述热塑性塑料的热塑性树脂选自下组：PP树脂、PE树脂、PS树脂、ABS树脂、PA6树脂、PA66树脂、PA46树脂、PA1010树脂、PA610树脂、PA11树脂、PA12树脂、PC树脂、POM树脂、PBT树脂、PPS树脂、或其组合；
3)所述石墨烯的形状为片状，其尺寸为0.5-50μm，较佳地1-30μm；
4)所述无机绝缘型导热填料的形状选自下组：颗粒状、纤维状、片状、或其组合；
5)所述无机绝缘型导热填料的粒径为25-400μm，较佳地30-300μm，更佳地40-250μm；
6)所述无机绝缘型导热填料选自下组：MgO、Al2O3、BN、ZnO、SiC、或其组合；
7)所述高导热绝缘塑料的导热率≥1.4W/m·K。
在另一优选例中，所述高导热绝缘塑料还任选地包含选自下组的一种或多种物质：阻燃剂、增韧剂、抗氧化剂。
在另一优选例中，按所述高导热绝缘塑料的总重量计，所述阻燃剂的含量为3-15wt％，较佳地为5-12wt％。
在另一优选例中，按所述高导热绝缘塑料的总重量计，所述增韧剂的含量为4-20wt％，较佳地为6-15wt％。
在另一优选例中，按所述高导热绝缘塑料的总重量计，所述抗氧化剂的含量为0.01-1wt％，较佳地为0.05-0.5wt％。
在另一优选例中，所述阻燃剂为无卤阻燃剂。
在另一优选例中，所述无卤阻燃剂选自下组：三聚氰胺氰尿酸盐(MCA)、聚多磷酸铵、三聚氰胺、三聚氰胺聚磷酸盐、硼酸锌、氢氧化镁、氢氧化铝、红磷、聚磷酸铵、有磷酸三甲苯酯、磷酸三苯酯、磷酸三异丙苯酯、磷酸三丁酯、磷酸三辛酯、甲苯基二苯基磷酸酯、或其组合。
在另一优选例中，增韧剂选自下组：马来酸酐接枝乙烯辛烯共聚物(POE-g-MAH)、聚烯烃热塑性弹性体接枝马来酸酐共聚物(TPO-g-MAH)、三元乙丙橡胶(EPDM-g-MAH)、马来酸酐接枝苯乙烯-乙烯/丁二烯-苯乙烯共聚物(SEBS-g-MAH)、乙烯/醋酸乙烯共聚物接枝马来酸酐(EVA—g—MAH)、高密度聚乙烯接枝马来酸酐(HDPE-g-MAH)、聚丙烯接枝马来酸酐(PP-H-g-MAH)、或其组合。
在另一优选例中，抗氧化剂选自下组：抗氧化剂1010、抗氧化剂168、抗氧化剂B225、抗氧化剂1098、抗氧化剂215、抗氧化剂264、抗氧化剂1076、或其组合。
在另一优选例中，所述高导热绝缘塑料为绝缘材料。
在另一优选例中，所述高导热绝缘塑料的阻燃等级达到V-0级。
在另一优选例中，所述高导热绝缘塑料是采用本发明第二方法所述的方法制备的。
本发明的第二方面，提供了一种本发明第一方面所述的高导热绝缘塑料的制备方法，包括如下步骤：
a-1)提供热塑性树脂和复合导热填料；
a-2)混合所述热塑性树脂和复合导热填料，经造粒得到本发明第一方面所述的高导热绝缘塑料。
在另一优选例中，所述热塑性树脂、所述复合导热填料如本发明第一方面所述。
在另一优选例中，所述复合导热填料是如下制备的：
b-1)提供第一混合物、第二混合液和包覆剂，其中，
所述第一混合物包含无机绝缘型导热填料和石墨烯；
所述第二混合液包含第一溶剂和溶于其中的偶联剂；
b-2)在搅拌条件下，混合所述第一混合物和所述第二混合液，得到第一复合导热填料；
b-3)在搅拌条件下，混合所述包覆剂和步骤b-2)所得第一复合导热填料，得到所述复合导热填料。
在另一优选例中，所述无机绝缘型导热填料、所述石墨烯、所述包覆剂和所述偶联剂如本发明第一方面所述。
在另一优选例中，所述第一溶剂选自下组：水和乙醇混合物、水和异丙醇混合物混合物、水和丙酮混合物、或其组合。
在另一优选例中，所述第一溶剂为水和乙醇混合物。
在另一优选例中，所述第二混合液的pH为2－7，较佳地3－6.5，更佳地3.5－6。
在另一优选例中，步骤b-2)所述“混合”指：将所述第二混合液喷洒到所述第一混合物上。
在另一优选例中，步骤b-2)所述搅拌为三阶段搅拌：
i)用于混合的低速搅拌；
ii)用于反应的高速搅拌；和
iii)反应后的低速搅拌。
在另一优选例中，搅拌i)的搅拌速度为100－1000转/分钟，较佳地200－800转/分钟，更佳地300－700转/分钟。
在另一优选例中，搅拌i)在所述搅拌速度下的搅拌时间为10－60分钟，较佳地15－55分钟，更佳地20－50分钟。
在另一优选例中，搅拌ii)的搅拌速度为1000－3000转/分钟，较佳地1200－2800转/分钟，更佳地1500－2500转/分钟。
在另一优选例中，搅拌ii)在所述搅拌速度下的搅拌时间为10－60分钟，较佳地15－55分钟，更佳地20－50分钟。
在另一优选例中，搅拌iii)的搅拌速度为100－1000转/分钟，较佳地200－800转/分钟，更佳地300－700转/分钟。
在另一优选例中，搅拌iii)在所述搅拌速度下的搅拌时间为10－60分钟，较佳地15－55分钟，更佳地20－50分钟。
在另一优选例中，步骤b-3)所述搅拌的搅拌时间为10－60分钟，较佳地15－55分钟，更佳地20－50分钟。
本发明的第三方面，提供了一种本发明第一方面所述的高导热绝缘塑料的用途，用于电池外壳、LED灯杯散热、马达线圈骨架、电动工具外壳领域。
本发明的第四方面，提供了一种制品，所述制品包含本发明第一方面所述的高导热绝缘塑料或由本发明第一方面所述的高导热绝缘塑料制成。
应理解，在本发明范围内中，本发明的上述各技术特征和在下文(如实施例)中具体描述的各技术特征之间都可以互相组合，从而构成新的或优选的技术方案。限于篇幅，在此不再一一累述。
具体实施方式
本发明人经过长期而深入的研究，通过采用特定组成的复合导热填料填充树脂材料，意外地制备了一种兼具优异导热性能和绝缘性能的新型复合导热塑料。具体地，本发明人采用经特定的偶联剂和包覆剂表面处理的包含特定含量的石墨烯与绝缘型填料的复合导热填料填充热塑性树脂，制备得到一种具有特定结构的高导热绝缘塑料。在此基础上，发明人完成了本发明。
高导热绝缘塑料
石墨烯是一种高导热导电的二维材料，其导热率可达5000W/m·K，而且石墨烯的碳原子面易弯曲变形。在本发明中，本发明人通过将石墨烯与无机绝缘型导热填料进行复配后填充于热塑性塑料中，可显著提高所得导热塑料的导热率。同时，由于石墨烯微片均匀分散在绝缘填料中，绝缘填料可有效地将石墨烯之间的导电网络进行阻隔，使得最终的产品仍然保持绝缘性能。
具体地，本发明提供了一种高导热绝缘塑料，所述高导热绝缘塑料包含热塑性塑料以及均匀分布于所述热塑性塑料中的复合导热填料，其中，所述复合导热填料包含石墨烯和无机绝缘型导热填料。
在另一优选例中，所述石墨烯在所述复合导热填料中分布均匀。
在另一优选例中，所述“分布均匀”是指在所述复合导热填料中任一单位体积内所述石墨烯的体积密度与在所述复合导热填料中所述石墨烯的平均体积密度的比为0.7-1.3，较佳地0.8-1.2，更佳地0.9-1.1。
在另一优选例中，按所述高导热绝缘塑料的总重量计，所述复合导热填料的含量为30-70wt％；和/或
按所述高导热绝缘塑料的总重量计，所述热塑性塑料的含量为15-45wt％；和/或
按所述高导热绝缘塑料的总重量计，所述石墨烯的含量为0.8-8wt％；和/或
按所述高导热绝缘塑料的总重量计，所述无机绝缘型导热填料的含量为35-60wt％。
在另一优选例中，按所述高导热绝缘塑料的总重量计，所述复合导热填料的含量为35-65wt％，较佳地为40-60wt％，更佳地为45-55wt％。
在另一优选例中，按所述高导热绝缘塑料的总重量计，所述热塑性塑料的含量为20-40wt％，较佳地为25-35wt％。
应理解，在本发明中，在所述复合导热填料中，当石墨烯的含量≥10wt％时，导热塑料的表面电阻低于109Ω，不能满足绝缘的要求，无法应用于需要导热绝缘的部件上；当石墨烯的含量≤10wt％时，导热塑料的表面电阻高于109Ω，满足绝缘的要求，可应用于需要导热绝缘的部件上。
在另一优选例中，按所述高导热绝缘塑料的总重量计，所述石墨烯的含量为1-6wt％，较佳地为1-5wt％。
在另一优选例中，按所述高导热绝缘塑料的总重量计，所述无机绝缘型导热填料的含量为40-55wt％，较佳地为43-52wt％。
在另一优选例中，所述复合导热填料经偶联剂表面修饰处理。
在另一优选例中，按所述高导热绝缘塑料的总重量计，所述偶联剂的含量为0.1-5wt％，较佳地为0.2-3wt％，更佳地为0.2-1wt％。
在另一优选例中，所述偶联剂包括(但并不限于)：硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、或其组合。
在另一优选例中，所述硅烷偶联剂包括(但并不限于)：乙烯基三乙氧基硅烷(A-151)、乙烯基三甲氧基硅烷(A-171)、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷(A-172)、γ―氨丙基三甲氧基硅烷(KH-540)、3-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)、3-氨丙基三甲氧基硅烷(KH551)、3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷(KH560)、γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷(KH570)、γ―巯丙基三乙氧基硅烷(KH-580)、N-β-氨乙基-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷(KH-602)、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH-791)、N-β-(氨乙基)-γ氨丙基三甲氧基硅烷(KH-792)、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH-901)、γ―氨丙基甲基二乙氧基硅烷(KH-902)、二乙胺基代甲基三乙氧基硅烷(nd-22)、苯胺甲基三乙氧基硅烷(ND-42)、二氯甲基三乙氧基硅烷(ND-43)、双(γ-三乙氧基硅丙基)-四硫化物(SI-69)、苯基三甲氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、或其组合。
在另一优选例中，所述钛酸酯偶联剂包括(但并不限于)：异丙基二油酸酰氧基(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯(TMC-101)、异丙基三(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯(TMC-102)、单烷氧基不饱和脂肪酸钛酸酯(TMC-105)、异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯(TMC-201)、双(二辛氧基焦磷酸酯基)乙撑钛酸酯和三乙醇胺的螯合物(TMC-311w)、双(二辛氧基焦磷酸酯基)乙撑钛酸酯(TMC-311)、或其组合。
在另一优选例中，所述修饰为化学修饰。
在另一优选例中，所述经偶联剂表面修饰的复合导热填料经包覆剂包覆处理。
在另一优选例中，按所述高导热绝缘塑料的总重量计，所述包覆剂的含量为0.1-5wt％，较佳地为0.3－3wt％，更佳地为0.4－1wt％。
在另一优选例中，所述包覆剂包括(但并不限于)：石蜡、十八烷酸、硬脂酸钡、硬脂酸锌、硬脂酸钙、油酰胺、硬质酰胺、乙撑双硬脂酸酰胺、硬脂酰基硬质酰胺、乙丙酰脲二醇、聚甘油脂肪酸酯、或其组合。
在另一优选例中，所述石蜡包括(但并不限于)：液体石蜡、氯化石蜡、或其组合。
在另一优选例中，所述包覆为物理包覆。
在另一优选例中，所述热塑性塑料是注塑级的。
在另一优选例中，所述复合导热填料均匀分布于所述热塑性塑料中。
在另一优选例中，所述“均匀分布”是指任一单位体积内所述复合导热填料的体积密度与在整个所述高导热绝缘塑料中所述复合导热填料的平均体积密度的比值为0.7-1.3，较佳地为0.8-1.2，更佳地为0.9-1.1。
在另一优选例中，所述高导热绝缘塑料具有包括(但并不限于)的一个或多个特征：
1)所述高导热绝缘塑料的形状包括(但并不限于)：颗粒状、片状、纤维状、条状、块状、棒状、或其组合；
在另一优选例中，所述复合导热填料的形状包括(但并不限于)：颗粒状、片状、纤维状、或其组合。
2)组成所述热塑性塑料的热塑性树脂包括(但并不限于)：PP树脂、PE树脂、PS树脂、ABS树脂、PA6树脂、PA66树脂、PA46树脂、PA1010树脂、PA610树脂、PA11树脂、PA12树脂、PC树脂、POM树脂、PBT树脂、PPS树脂、或其组合；
3)所述石墨烯的形状为片状，其尺寸为0.5-50μm，较佳地1-30μm；
4)所述无机绝缘型导热填料的形状包括(但并不限于)：颗粒状、纤维状、片状、或其组合；
5)所述无机绝缘型导热填料的粒径为25-400μm，较佳地30-300μm，更佳地40-250μm；
6)所述无机绝缘型导热填料包括(但并不限于)：MgO、Al2O3、BN、ZnO、SiC、或其组合；
7)所述高导热绝缘塑料的导热率≥1.4W/m·K。
在另一优选例中，所述高导热绝缘塑料还任选地包含包括(但并不限于)下组的一种或多种物质：阻燃剂、增韧剂、抗氧化剂。
在另一优选例中，按所述高导热绝缘塑料的总重量计，所述阻燃剂的含量为3-15wt％，较佳地为5-12wt％。
在另一优选例中，按所述高导热绝缘塑料的总重量计，所述增韧剂的含量为4-20wt％，较佳地为6-15wt％。
在另一优选例中，按所述高导热绝缘塑料的总重量计，所述抗氧化剂的含量为0.01-1wt％，较佳地为0.05-0.5wt％。
在另一优选例中，所述阻燃剂为无卤阻燃剂。
在另一优选例中，所述无卤阻燃剂包括(但并不限于)：三聚氰胺氰尿酸盐(MCA)、聚多磷酸铵、三聚氰胺、三聚氰胺聚磷酸盐、硼酸锌、氢氧化镁、氢氧化铝、红磷、聚磷酸铵、有磷酸三甲苯酯、磷酸三苯酯、磷酸三异丙苯酯、磷酸三丁酯、磷酸三辛酯、甲苯基二苯基磷酸酯、或其组合。
在另一优选例中，增韧剂包括(但并不限于)：马来酸酐接枝乙烯辛烯共聚物(POE-g-MAH)、聚烯烃热塑性弹性体接枝马来酸酐共聚物(TPO-g-MAH)、三元乙丙橡胶(EPDM-g-MAH)、马来酸酐接枝苯乙烯-乙烯/丁二烯-苯乙烯共聚物(SEBS-g-MAH)、乙烯/醋酸乙烯共聚物接枝马来酸酐(EVA—g—MAH)、高密度聚乙烯接枝马来酸酐(HDPE-g-MAH)、聚丙烯接枝马来酸酐(PP-H-g-MAH)、或其组合。
在另一优选例中，抗氧化剂包括(但并不限于)：抗氧化剂1010、抗氧化剂168、抗氧化剂B225、抗氧化剂1098、抗氧化剂215、抗氧化剂264、抗氧化剂1076、或其组合。
在另一优选例中，所述高导热绝缘塑料为绝缘材料。
在另一优选例中，所述高导热绝缘塑料的阻燃等级达到V-0级。
在另一优选例中，所述高导热绝缘塑料是采用本发明第二方法所述的方法制备的。
制备方法
本发明还提供了一种所述的高导热绝缘塑料的制备方法，包括如下步骤：
a-1)提供热塑性树脂和复合导热填料；
a-2)混合所述热塑性树脂和复合导热填料，经造粒得到所述的高导热绝缘塑料。
在另一优选例中，所述热塑性树脂、所述复合导热填料如本发明第一方面所述。
在本发明中，所述导热填料、热塑性树脂、阻燃剂、增韧剂以及抗氧化剂没有特别限制，可以采用常规的方法制备得到，或者从市场购买得到。
在另一优选例中，所述复合导热填料是如下制备的：
b-1)提供第一混合物、第二混合液和包覆剂，其中，
所述第一混合物包含无机绝缘型导热填料和石墨烯；
所述第二混合液包含第一溶剂和溶于其中的偶联剂；
b-2)在搅拌条件下，混合所述第一混合物和所述第二混合液，得到第一复合导热填料；
b-3)在搅拌条件下，混合所述包覆剂和步骤b-2)所得第一复合导热填料，得到所述复合导热填料。
在另一优选例中，所述无机绝缘型导热填料、所述石墨烯、所述包覆剂和所述偶联剂如本发明第一方面所述。
在另一优选例中，所述第一溶剂包括(但并不限于)：水和乙醇混合物、水和异丙醇混合物混合物、水和丙酮混合物、或其组合。
在另一优选例中，所述第一溶剂为水和乙醇混合物。
在另一优选例中，所述第二混合液的pH为2－7，较佳地3－6.5，更佳地3.5－6。
在另一优选例中，步骤b-2)所述“混合”指：将所述第二混合液喷洒到所述第一混合物上。
在另一优选例中，步骤b-2)所述搅拌为三阶段搅拌：
i)用于混合的低速搅拌；
ii)用于反应的高速搅拌；和
iii)反应后的低速搅拌。
在另一优选例中，搅拌i)的搅拌速度为100－1000转/分钟，较佳地200－800转/分钟，更佳地300－700转/分钟。
在另一优选例中，搅拌i)在所述搅拌速度下的搅拌时间为10－60分钟，较佳地15－55分钟，更佳地20－50分钟。
在另一优选例中，搅拌ii)的搅拌速度为1000－3000转/分钟，较佳地1200－2800转/分钟，更佳地1500－2500转/分钟。
在另一优选例中，搅拌ii)在所述搅拌速度下的搅拌时间为10－60分钟，较佳地15－55分钟，更佳地20－50分钟。
在另一优选例中，搅拌iii)的搅拌速度为100－1000转/分钟，较佳地200－800转/分钟，更佳地300－700转/分钟。
在另一优选例中，搅拌ii i)在所述搅拌速度下的搅拌时间为10－60分钟，较佳地15－55分钟，更佳地20－50分钟。
在另一优选例中，步骤b-3)所述搅拌的搅拌时间为10－60分钟，较佳地15－55分钟，更佳地20－50分钟。
在本发明中，在混合造粒前，采用特定的偶联剂和特定的包覆剂经特定的工艺表面处理石墨烯和无机绝缘型导热填料所形成的混合导热填料，可有效提高所得复合导热填料在热塑性树脂中的分散性，并显著改善复合导热填料与热塑性树脂的相容性，进而提高两者的界面结合性能。
具体地，采用偶联剂进行化学修饰的目的在于提高导热填料与树脂基体的界面结合性能；采用包覆剂进行物理包覆的目的在于增大导热填料的体积密度，同时导热填料能更好地分散到树脂基体中。
此外，采用将偶联剂稀释与易挥发溶剂中后再喷散到混合填料中可有效提高偶联剂的分散性。
应用
本发明还提供了一种所述的高导热绝缘塑料的用途，用于电池外壳、LED灯杯散热、马达线圈骨架、电动工具外壳领域。
本发明还提供了一种制品，所述制品包含所述的高导热绝缘塑料或由所述的高导热绝缘塑料制成。
与现有技术相比，本发明具有以下主要优点：
(1)所述高导热绝缘材料不仅具有良好的绝缘性能，还具有优异的导热性能；
(2)所述高导热绝缘材料具有良好的阻燃性能和力学性能；
(3)所述高导热绝缘材料具有质轻、易于成型加工的特点；
(4)使用所述高导热绝缘材料取代金属散热部件，使得所得产品具有更高的设计自由度和生产效率，且所得产品具有散热均匀、可避免灼热点且能有效减少零件因高温造成的局部变形；
(5)所述高导热绝缘材料可以提高电气及微电子器件的精度和寿命。
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件或按照制造厂商所建议的条件。除非另外说明，否则百分比和份数按重量计算。
除非另行定义，文中所使用的所有专业与科学用语与本领域熟练人员所熟悉的意义相同。此外，任何与所记载内容相似或均等的方法及材料皆可应用于本发明方法中。文中所述的较佳实施方法与材料仅作示范之用。
通用测试方法
导热率
测试仪器：激光导热仪(LFA)，德国NETZSCH LFA 457MicroFlash；
测试标准：ASTM E 1461-2007。
表面电阻率
测试仪器：PC68数字高阻计，上海第六电表厂有限公司。
阻燃性能
测试仪器：CZF-6水平垂直燃烧测定仪，江宁分析仪器有限公司；
测试标准：GB/T 2408-2008。
弯曲性能
测试仪器：万能材料试验机，Instron5567；
测试标准：GB/T9341-2000。
缺口冲击强度
测试仪器：XJ-50Z型组合式冲击试验机，承德大华；
测试标准：GB/T1843-2008。
实施例1高导热绝缘塑料1(石墨烯含量为0wt％)
将12.5g偶联剂KH550均匀溶解于80ml的无水乙醇与水的混合溶剂(无水乙醇与水的混合比为95：5)中，再以醋酸调节溶液体系的PH值为4，在100转/min的搅拌速度下机械搅拌20min。在500转/min的搅拌速度下，采用喷洒瓶将所得混合溶液喷洒到被搅拌的2500g粒径为50μm的无机绝缘型导热填料MgO中，持续搅拌60min后，逐渐提高搅拌速度至2000转/min，物料间的摩擦使得物料温度升高，待温度升到约100℃，偶联剂会与无机绝缘型导热填料MgO进行反应，反应约30min后，停止搅拌，待反应体系温度冷却至40℃左右，向被搅拌物中加入25g包覆剂乙撑双硬脂酸酰胺(EBS)，对所述经偶联剂修饰的导热填料表面进行二次包覆，继续搅拌30min后停止搅拌，得到2537.5g易于分散到树脂基体中的经两次表面改性处理的复合导热填料1。
取1557.5gPA6树脂、2537.5g复合导热填料1、500g阻燃剂三聚氰胺氰尿酸盐(MCA)、400g增韧剂马来酸酐接枝乙烯辛烯共聚物(POE-g-MAH)和5g复合抗氧化剂B225进行均匀混合后，采用双螺杆挤出机进行造粒，得到高导热绝缘塑料1。
结果
测量实施例1所得高导热绝缘塑料1的导热率、表面电阻率、力学性能等。
经测试，高导热绝缘塑料1的导热率为1.35W/m·K，表面电阻率为7.8×1013Ω，表明高导热绝缘塑料1为绝缘体。
此外，所得高导热绝缘塑料的阻燃等级可达V-0级，弯曲强度达63MPa；缺口冲击强度达5.8kJ/m2。
实施例2高导热绝缘塑料2(石墨烯含量为1wt％)
将2450g粒径为50μm的无机绝缘型导热填料MgO与含50g粒径为20μm的石墨烯浆料25000ml进行均匀混合，干燥处理后得到石墨烯与MgO的复合导热填料。将12.5g偶联剂KH550均匀溶解于80ml的无水乙醇与水的混合溶剂(无水乙醇与水的混合比为95：5)中，再以醋酸调节溶液体系的PH值为4，在100转/min的搅拌速度下机械搅拌20min。在500转/min的搅拌速度下，采用喷洒瓶将所得混合溶液喷洒到被搅拌的复合导热填料中，持续搅拌60min后，逐渐提高搅拌速度至2000转/min，物料间的摩擦使得物料温度升高，待温度升到约100℃，偶联剂会与复合导热填料进行反应，反应约30min后，停止搅拌，待反应体系温度冷却至40℃左右，向被搅拌的复合导热填料中加入25g包覆剂乙撑双硬脂酸酰胺(EBS)，对所述经偶联剂修饰的复合导热填料表面进行二次包覆，继续搅拌30min后停止搅拌，得到2537.5g易于分散到树脂基体中的经两次表面改性处理的复合导热填料2。
取1557.5gPA6树脂、2537.5g复合导热填料2、500g阻燃剂三聚氰胺氰尿酸盐(MCA)、400g增韧剂马来酸酐接枝乙烯辛烯共聚物(POE-g-MAH)和5g复合抗氧化剂B225进行均匀混合后，采用双螺杆挤出机进行造粒，得到高导热绝缘塑料2。
结果
经测试，高导热绝缘塑料2的导热率为1.62W/m·K，表面电阻率为4.3×1013Ω，表明高导热绝缘塑料2为绝缘体。
此外，所得高导热绝缘塑料2的阻燃等级可达V-0级，弯曲强度达65MPa；缺口冲击强度达6.2kJ/m2。
实施例3高导热绝缘塑料3(石墨烯含量为3wt％)
将2350g粒径为50μm的无机绝缘型导热填料MgO与150g粒径为20μm的石墨烯粉料按比例进行均匀混合，得到石墨烯与MgO的复合导热填料。将12.5g偶联剂KH550均匀溶解于80ml的无水乙醇与水的混合溶剂(无水乙醇与水的混合比为95：5)中，再以醋酸调节溶液体系的PH值为4，在100转/min的搅拌速度下机械搅拌20min。在500转/min的搅拌速度下，采用喷洒瓶将所得混合溶液喷洒到被搅拌的复合导热填料中，持续搅拌60min后，逐渐提高搅拌速度至2000转/min，物料间的摩擦使得物料温度升高，待温度升到约100℃，偶联剂会与复合导热填料进行反应，反应约30min后，停止搅拌，待反应体系温度冷却至40℃左右，向被搅拌的复合导热填料中加入25g包覆剂乙撑双硬脂酸酰胺(EBS)，对所述经偶联剂修饰的复合导热填料表面进行二次包覆，继续搅拌30min后停止搅拌，得到2537.5g易于分散到树脂基体中的经两次表面改性处理的复合导热填料3。
取1557.5gPA6树脂、2537.5g复合导热填料3、500g阻燃剂三聚氰胺氰尿酸盐(MCA)、400g增韧剂马来酸酐接枝乙烯辛烯共聚物(POE-g-MAH)和5g复合抗氧化剂B225进行均匀混合后，采用双螺杆挤出机进行造粒，得到高导热绝缘塑料3。
结果
经测试，高导热绝缘塑料3的导热率为1.98W/m·K，表面电阻率为4.6×1012Ω，表明高导热绝缘塑料3为绝缘体。
此外，所得高导热绝缘塑料3的阻燃等级可达V-0级，弯曲强度达68MPa；缺口冲击强度达6.8kJ/m2。
实施例4高导热绝缘塑料4(石墨烯含量为5wt％)
将2250g粒径为50μm的无机绝缘型导热填料MgO与含250g粒径为20μm的石墨烯浆料25000ml进行均匀混合，干燥处理后得到石墨烯与MgO的复合导热填料。将12.5g偶联剂KH550均匀溶解于80ml的无水乙醇与水的混合溶剂(无水乙醇与水的混合比为95：5)中，再以醋酸调节溶液体系的PH值为4，在100转/min的搅拌速度下机械搅拌20min。在500转/min的搅拌速度下，采用喷洒瓶将所得混合溶液喷洒到被搅拌的复合导热填料中，持续搅拌60min后，逐渐提高搅拌速度至2000转/min，物料间的摩擦使得物料温度升高，待温度升到约100℃，偶联剂会与复合导热填料进行反应，反应约30min后，停止搅拌，待反应体系温度冷却至40℃左右，向被搅拌的复合导热填料中加入25g包覆剂乙撑双硬脂酸酰胺(EBS)，对所述经偶联剂修饰的复合导热填料表面进行二次包覆，继续搅拌30min分钟后停止搅拌，得到2537.5g易于分散到树脂基体中的经两次表面改性处理的复合导热填料4。
取1557.5gPA6树脂、2537.5g复合导热填料4、500g阻燃剂三聚氰胺氰尿酸盐(MCA)、400g增韧剂马来酸酐接枝乙烯辛烯共聚物(POE-g-MAH)和5g复合抗氧化剂B225进行均匀混合后，采用双螺杆挤出机进行造粒，得到高导热绝缘塑料4。
结果
经测试，高导热绝缘塑料4的导热率为2.45W/m·K，表面电阻率为7.2×1011Ω，说明高导热绝缘塑料4为绝缘体。
此外，所得高导热绝缘塑料的阻燃等级可达V-0级，弯曲强度达72MPa，缺口冲击强度达7.5kJ/m2。
实施例5高导热绝缘塑料5(石墨烯含量为5wt％，仅用包覆剂改性)
将2250g粒径为50μm的无机绝缘型导热填料MgO与250g粒径为20μm的石墨烯粉料按比例进行均匀混合，得到石墨烯与MgO的复合导热填料。将25g包覆剂乙撑双硬脂酸酰胺(EBS)加入复合导热填料中，对所述复合导热填料表面进行包覆，继续搅拌30min分钟后停止搅拌，得到2525g易于分散到树脂基体中的复合导热填料5。
取1570gPA66树脂、2525g复合导热填料5、500g阻燃剂三聚氰胺氰尿酸盐(MCA)、400g增韧剂马来酸酐接枝乙烯辛烯共聚物(POE-g-MAH)和5g抗氧化剂1098进行均匀混合后，采用双螺杆挤出机进行造粒，得到高导热绝缘塑料5。
结果
经测试，高导热绝缘塑料5的导热率为2.05W/m·K，表面电阻率为5.1×1012Ω，表明高导热绝缘塑料5为绝缘体。
此外，所得高导热绝缘塑料5的阻燃等级可达V-0级，弯曲强度达64MPa，缺口冲击强度达6.2kJ/m2。
实施例6高导热绝缘塑料6(石墨烯含量为1wt％；仅用偶联剂改性)
将2250g粒径为50μm的无机绝缘型导热填料MgO与含50g粒径为20μm的石墨烯浆料25000ml按比例进行均匀混合，干燥处理后得到石墨烯与MgO的复合导热填料。将12.5g偶联剂KH550均匀溶解于80ml的无水乙醇与水的混合溶剂(无水乙醇与水的混合比为95：5)中，再以醋酸调节溶液体系的PH值为4，在100转/min的搅拌速度下机械搅拌20min。在500转/min的搅拌速度下，采用喷洒瓶将所得混合溶液喷洒到被搅拌的复合导热填料中，持续搅拌60min后，逐渐提高搅拌速度至2000转/min，物料间的摩擦使得物料温度升高，待温度升到约100℃，偶联剂会与复合导热填料进行反应，反应约30min后，停止搅拌，冷却到室温，得到2512.5g易于分散到树脂基体中的经表面改性处理的复合导热填料6。
取1582.5gPA66树脂、2512.5g复合导热填料6、500g阻燃剂三聚氰胺氰尿酸盐(MCA)、400g增韧剂马来酸酐接枝乙烯辛烯共聚物(POE-g-MAH)和5g抗氧化剂1098进行均匀混合后，采用双螺杆挤出机进行造粒，得到高导热绝缘塑料6。
结果
经测试，高导热绝缘塑料6的导热率为2.25W/m·K，表面电阻率为7.4×1011Ω，表明高导热绝缘塑料6为绝缘体。
此外，所得高导热绝缘塑料6的阻燃等级可达V-0级，弯曲强度达66MPa，缺口冲击强度达6.5kJ/m2。
实施例7高导热绝缘塑料7(石墨烯含量为5wt％；未经偶联剂和包覆剂表面处理)
将2250g粒径为50μm的无机绝缘型导热填料MgO与250g粒径为20μm的石墨烯粉料按比例进行均匀混合，得到石墨烯与MgO的复合导热填料7。
取1595gPA66树脂、2500g复合导热填料7、500g阻燃剂三聚氰胺氰尿酸盐(MCA)、400g增韧剂马来酸酐接枝乙烯辛烯共聚物(POE-g-MAH)和5g抗氧化剂1098进行均匀混合后，采用双螺杆挤出机进行造粒，得到高导热绝缘塑料7。
结果
经测试，高导热绝缘塑料7的导热率为1.60W/m·K，表面电阻率为8.8×1012Ω，表明高导热绝缘塑料7为绝缘体。
此外，所得高导热绝缘塑料的阻燃等级可达V-0级，弯曲强度达61MPa，缺口冲击强度达5.7kJ/m2。
实施例1-7所得高导热绝缘塑料1-7的性能如表1所示。
表1
从表1可以看出，导热填料中随着石墨烯含量的增加，导热塑料的导热率随之增加，但表面电阻略有下降，其原因是由于石墨烯的导热率较高同时是导体，随着石墨烯含量的增加，导热塑料的导热增加的同时，表面电阻略有降低，但仍然属于绝缘体范围内。当导热填料表面仅采用包覆剂包覆和偶联剂处理后得到的导热塑料的导热率均低于同时采用包覆剂和偶联剂处理后得到的导热塑料,其原因是由于仅采用包覆剂处理的填料，填料与树脂间的界面性能较差，因此导热塑料的导热率降低；仅采用偶联剂处理的填料，填料容易团聚，在树脂中的分散可能不均匀，从而导致导热塑料的导热率降低。
对比例1导热塑料C1(导热填料仅为MgO，不含石墨烯，未采用偶联剂和包覆剂)
取1595gPA66树脂、2500gMgO、500g阻燃剂三聚氰胺氰尿酸盐(MCA)、400g增韧剂马来酸酐接枝乙烯辛烯共聚物(POE-g-MAH)和5g抗氧化剂1098进行均匀混合后，采用双螺杆挤出机进行造粒，得到导热塑料C1。
结果
经测试，导热塑料C1的导热率为1.25W/m·K，表面电阻率为2.8×1014Ω，表明导热塑料C1为绝缘体。
此外，所得高导热绝缘塑料的阻燃等级可达V-0级,弯曲强度达50MPa,缺口冲击强度达4.2kJ/m2。
对比例2导热塑料C2(石墨烯含量为10wt％，未采用偶联剂和包覆剂)
将2000g粒径为50μm的无机绝缘型导热填料MgO与500g粒径为20μm的石墨烯粉料按比例进行均匀混合，得到石墨烯与MgO的复合导热填料C2。
取1595gPA66树脂、2500g复合导热填料C2、500g阻燃剂三聚氰胺氰尿酸盐(MCA)、400g增韧剂马来酸酐接枝乙烯辛烯共聚物(POE-g-MAH)和5g抗氧化剂1098进行均匀混合后，采用双螺杆挤出机进行造粒，得到导热塑料C2。
结果
测量对比例2所得导热塑料C2的导热率、表面电阻率、力学性能等。
经测试，导热塑料C2的导热率为2.60W/m·K，表面电阻率为8.8×106Ω，表明导热塑料C2为半导体。
此外，所得导热塑料C2的阻燃等级可达V-0级，弯曲强度达71MPa，缺口冲击强度达6.7kJ/m2。
对比例3导热塑料C3(石墨烯含量为0.5wt％)
将2475g粒径为50μm的无机绝缘型导热填料MgO与25g粒径为20μm的石墨烯粉料进行均匀混合，得到石墨烯与MgO的复合导热填料。将12.5g偶联剂KH550均匀溶解于80ml的无水乙醇与水的混合溶剂(无水乙醇与水的混合比为95：5)中，再以醋酸调节溶液体系的PH值为4，在100转/min的搅拌速度下机械搅拌20min。在500转/min的搅拌速度下，采用喷洒瓶将所得混合溶液喷洒到被搅拌的复合导热填料中，持续搅拌60min后，逐渐提高搅拌速度至2000转/min，物料间的摩擦使得物料温度升高，待温度升到约100℃，偶联剂会与复合导热填料进行反应，反应约30min后，停止搅拌，待反应体系温度冷却至40℃左右，向被搅拌的复合导热填料中加入25g包覆剂乙撑双硬脂酸酰胺(EBS)，对所述经偶联剂修饰的复合导热填料表面进行二次包覆，继续搅拌30min后停止搅拌，得到2537.5g易于分散到树脂基体中的经两次表面改性处理的复合导热填料C3。
取1557.5gPA6树脂、2537.5g复合导热填料C3、500g阻燃剂三聚氰胺氰尿酸盐(MCA)、400g增韧剂马来酸酐接枝乙烯辛烯共聚物(POE-g-MAH)和5g复合抗氧化剂B225进行均匀混合后，采用双螺杆挤出机进行造粒，得到导热塑料C3。
结果
测量对比例3所得导热塑料C3的导热率、表面电阻率、力学性能等。
经测试，导热塑料C3的导热率为1.38W/m·K，表面电阻率为8.3×1013Ω，表明导热塑料C3为绝缘体。
此外，所得导热塑料C3的阻燃等级可达V-0级,弯曲强度达63MPa,缺口冲击强度达5.8kJ/m2。
对比例4导热塑料C4(所述偶联剂直接加入石墨烯与MgO的复合导热填料中，未经无水乙醇与水的混合溶剂稀释)
将2250g粒径为50μm的无机绝缘型导热填料MgO与含250g粒径为20μm的石墨烯浆料25000ml进行均匀混合，干燥处理后得到石墨烯与MgO的复合导热填料。将12.5g偶联剂KH550加入到复合导热填料中，在搅拌速度为2000转/min下进行搅拌，30min后停止搅拌，待温度冷却至40℃左右，向被搅拌的复合导热填料中加入25g包覆剂乙撑双硬脂酸酰胺(EBS)，对所述经偶联剂修饰的复合导热填料表面进行二次包覆，继续搅拌30min分钟后停止搅拌，得到2537.5g经两次表面处理的复合导热填料C4。
取1557.5gPA6树脂、2537.5g复合导热填料C4、500g阻燃剂三聚氰胺氰尿酸盐(MCA)、400g增韧剂马来酸酐接枝乙烯辛烯共聚物(POE-g-MAH)和5g复合抗氧化剂B225进行均匀混合后，采用双螺杆挤出机进行造粒，得到导热塑料C4。
结果
经测试，导热塑料C4的导热率为2.15W/m·K，表面电阻率为9.1×1011Ω，说明导热塑料C4为绝缘体。
此外，所得高导热绝缘塑料的阻燃等级可达V-0级,弯曲强度达65MPa,缺口冲击强度达6.3kJ/m2。
对比例1-4所得导热塑料C1-C4的性能如表2所示。
表2
从表2可以看出，当导热填料的表面未经偶联剂和包覆剂处理时，由于其导热填料与树脂基体之间的界面性能较差以及填料分散差导致其导热率较低；当石墨烯的含量超过10wt％后，石墨烯在导热塑料中已形成了一定的导电网络从而使得导热塑料呈现半导体特性；当石墨烯的含量低于0.5wt％时，对导热塑料的导热率作用不明显；若偶联剂未经乙醇和水进行处理，偶联剂不能与导热填料进行有效地结合，从而导致导热填料与树脂基体之间的界面性能较差，从而会降低导热塑料的导热率。
在本发明提及的所有文献都在本申请中引用作为参考，就如同每一篇文献被单独引用作为参考那样。此外应理解，在阅读了本发明的上述讲授内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims (13)

1.一种高导热绝缘塑料，其特征在于，所述高导热绝缘塑料包含热塑性塑料以及均匀分布于所述热塑性塑料中的复合导热填料，其中，所述复合导热填料包含石墨烯和无机绝缘型导热填料；
按所述高导热绝缘塑料的总重量计，所述石墨烯的含量为0.8-8wt％；
所述复合导热填料经偶联剂表面修饰处理；
所述经偶联剂表面修饰的复合导热填料经包覆剂包覆处理；所述偶联剂选自下组：硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、或其组合；
所述复合导热填料是如下制备的：
b-1)提供第一混合物、第二混合液和包覆剂，其中，
所述第一混合物包含无机绝缘型导热填料和石墨烯；
所述第二混合液包含第一溶剂和溶于其中的偶联剂；
b-2)在搅拌条件下，混合所述第一混合物和所述第二混合液，得到第一复合导热填料；
b-3)在搅拌条件下，混合所述包覆剂和步骤b-2)所得第一复合导热填料，得到所述复合导热填料；
所述第一溶剂选自下组：水和乙醇混合物、水和异丙醇混合物、水和丙酮混合物、或其组合。
2.如权利要求1所述的高导热绝缘塑料，其特征在于，按所述高导热绝缘塑料的总重量计，所述复合导热填料的含量为30-70wt％；和/或
按所述高导热绝缘塑料的总重量计，所述热塑性塑料的含量为15-45wt％；和/或
按所述高导热绝缘塑料的总重量计，所述无机绝缘型导热填料的含量为35-60wt％；
并且，所述高导热绝缘塑料的所有组分的含量之和为100wt％。
3.如权利要求1所述的高导热绝缘塑料，其特征在于，按所述高导热绝缘塑料的总重量计，所述偶联剂的含量为0.1-5wt％。
4.如权利要求1所述的高导热绝缘塑料，其特征在于，所述包覆剂选自下组：石蜡、十八烷酸、硬脂酸钡、硬脂酸锌、硬脂酸钙、油酰胺、硬质酰胺、乙撑双硬脂酸酰胺、硬脂酰基硬质酰胺、乙丙酰脲二醇、聚甘油脂肪酸酯、或其组合。
5.如权利要求1所述的高导热绝缘塑料，其特征在于，所述高导热绝缘塑料具有选自下组的一个或多个特征：
1)所述高导热绝缘塑料的形状选自下组：颗粒状、片状、纤维状、条状、块状、棒状、或其组合；
2)组成所述热塑性塑料的热塑性树脂选自下组：PP树脂、PE树脂、PS树脂、ABS树脂、PA6树脂、PA66树脂、PA46树脂、PA1010树脂、PA610树脂、PA11树脂、PA12树脂、PC树脂、POM树脂、PBT树脂、PPS树脂、或其组合；
3)所述石墨烯的形状为片状，其尺寸为0.5-50μm；
4)所述无机绝缘型导热填料的形状选自下组：颗粒状、纤维状、片状、或其组合；
5)所述无机绝缘型导热填料的粒径为25-400μm；
6)所述无机绝缘型导热填料选自下组：MgO、Al2O3、BN、ZnO、SiC、或其组合；
7)所述高导热绝缘塑料的导热率≥1.4W/m·K。
6.如权利要求5所述的高导热绝缘塑料，其特征在于，所述石墨烯的形状为片状，其尺寸为1-30μm。
7.如权利要求5所述的高导热绝缘塑料，其特征在于，所述无机绝缘型导热填料的粒径为30-300μm。
8.如权利要求5所述的高导热绝缘塑料，其特征在于，所述无机绝缘型导热填料的粒径为40-250μm。
9.一种权利要求1所述的高导热绝缘塑料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
a-1)提供热塑性树脂和复合导热填料；
a-2)混合所述热塑性树脂和复合导热填料，经造粒得到权利要求1所述的高导热绝缘塑料。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述复合导热填料是如下制备的：
b-1)提供第一混合物、第二混合液和包覆剂，其中，
所述第一混合物包含无机绝缘型导热填料和石墨烯；
所述第二混合液包含第一溶剂和溶于其中的偶联剂；
b-2)在搅拌条件下，混合所述第一混合物和所述第二混合液，得到第一复合导热填料；
b-3)在搅拌条件下，混合所述包覆剂和步骤b-2)所得第一复合导热填料，得到所述复合导热填料。
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，步骤b-2)所述“混合”指：将所述第二混合液喷洒到所述第一混合物上。
12.一种权利要求1所述的高导热绝缘塑料的用途，其特征在于，用于电池外壳、LED灯杯散热、马达线圈骨架、电动工具外壳领域。
13.一种制品，其特征在于，所述制品包含权利要求1所述的高导热绝缘塑料或由权利要求1所述的高导热绝缘塑料制成。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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