CN107151397A - 一种led灯散热器用高强度高导热聚乙烯及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种LED灯散热器用高强度高导热聚乙烯及其制备方法，基本配方和重量比组成为：聚乙烯30‑40份、导热剂10‑18份、稀土偶联剂5‑14份、耐热剂7‑16份、马来酸酐接枝共聚物4‑12份、偶联剂改性导热填料15‑25份、复合抗氧剂1‑5份。本发明的制备方法是将混合均匀后的物料送入双螺杆挤出机加料斗中，经双螺杆挤出、造粒。本发明制得的高强度高导热聚乙烯，力学强度高、导热性和耐热性好、生产成本低，适用于LED灯、电子电器领域。

Description

一种LED灯散热器用高强度高导热聚乙烯及其制备方法
技术领域
本发明涉及塑料加工领域，尤其涉及一种LED灯散热器用高强度高导热聚乙烯及其制备方法。
背景技术
高分子材料由于具有高电阻系数，优良的加工性，质轻和低价格而被经常作为与电有关的辅助材料来使用。LED灯领域已经大量采用高分子材料作为主材料，如散热器、灯罩等。然而，由于LED灯单位时间和体积产生的热量越来越多，热量的有效排出已经成为一个亟待解决的问题，原来低热导率的高分子材料已经不能满足实际的需要。因此需要提高聚合物的热导率以适应科技的发展对高分子材料的导热要求。
聚乙烯为典型的热塑性塑料，其本体无臭、无味、无毒、材质柔而韧、密度比水低，且具有优异的介电性能。以聚乙烯为聚合物基体的导热聚合物复合材料成为了新的研究热点。
为了提高聚乙烯材料的导热性，目前主要采用的方法是向基体中加入导热填料的方法，加工工艺简单，成本相对较低。
然而，为了获得导热系数较高的聚乙烯复合材料，基体中会添加大量的导热填料，由于大量导热填料的加入，导致复合材料的力学性能明显降低，限制了导热复合材料的应用。
发明内容
本发明目的在于克服现有技术中的缺陷，提供一种LED灯散热器用高强度高导热聚乙烯,其力学强度高、导热性和耐热性好、生产成本低。
同时，本发明还提供了一种LED灯散热器用高强度高导热聚乙烯的制备方法。
为达到上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：
一种LED灯散热器用高强度高导热聚乙烯，基本配方和重量比组成为：聚乙烯30-40份、导热剂10-18份、稀土偶联剂5-14份、耐热剂7-16份、马来酸酐接枝共聚物4-12份、偶联剂改性导热填料15-25份、复合抗氧剂1-5份。
优选的，所述聚乙烯为超高分子量聚乙烯。
优选的，所述导热剂为稀土氧化物。
优选的，所述稀土氧化物为氧化镧、氧化铈中的至少一种。
优选的，所述稀土偶联剂为超支化聚酰胺酯稀土配合物。
优选的，所述耐热剂为粉末状聚酰亚胺，目数为2000目。
优选的，所述马来酸酐接枝共聚物为马来酸酐接枝SEBS，接枝率为20-25%。
优选的，所述偶联剂改性导热填料为偶联剂改性炭黑，目数为1000-3000目。
优选的，所述复合抗氧剂为主抗氧剂1010和辅助抗氧剂168按1:1混合而成。
上述的高强度高导热聚乙烯，其制备的工艺步骤如下：
（1）按重量配比称取好配方中的原料加入高混机，搅拌20~40min，混合均匀；
（2）将步骤（1）中混合好的原料投入到双螺杆挤出机的加料斗中，经熔融挤出，造粒；加工工艺如下：双螺杆挤出机机筒温度范围为230-260℃，模头温度控制在170-190℃之间。
本发明的有益效果：
与现有技术相比，本发明制备的高强度高导热聚乙烯，加入了稀土氧化物作为主要导热剂，配以高强度、高导热率的偶联剂改性炭黑，提高了材料的导热性和力学强度。加入了粉末状聚酰亚胺作为耐热剂，提高了材料的耐热性。加入了超支化聚酰胺酯稀土配合物作为偶联剂，其结构末端的羟基能够与聚乙烯结构中不饱和双键发生反应，使材料形成网状交联结构，从而提高了材料的力学强度。本发明制得的高强度高导热聚乙烯，力学强度高、导热性和耐热性好、生产成本低，适用于LED灯、电子电器领域。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
实施例1
一种LED灯散热器用高强度高导热聚乙烯，基本配方和重量比组成为：超高分子量聚乙烯30份、氧化镧10份、超支化聚酰胺酯稀土配合物5份、粉末状聚酰亚胺7份、马来酸酐接枝SEBS 4份、偶联剂改性炭黑15份、复合抗氧剂1份。
上述的高强度高导热聚乙烯，其制备的工艺步骤如下：
（1）按重量配比称取好配方中的原料加入高混机，搅拌20min，混合均匀；
（2）将步骤（1）中混合好的原料投入到双螺杆挤出机的加料斗中，经熔融挤出，造粒；加工工艺如下：双螺杆挤出机机筒温度范围为230-260℃，模头温度控制在170-190℃之间。
实施例2
一种LED灯散热器用高强度高导热聚乙烯，基本配方和重量比组成为：超高分子量聚乙烯40份、氧化铈18份、超支化聚酰胺酯稀土配合物14份、粉末状聚酰亚胺16份、马来酸酐接枝SEBS 12份、偶联剂改性炭黑25份、复合抗氧剂5份。
上述的高强度高导热聚乙烯，其制备的工艺步骤如下：
（1）按重量配比称取好配方中的原料加入高混机，搅拌40min，混合均匀；
（2）将步骤（1）中混合好的原料投入到双螺杆挤出机的加料斗中，经熔融挤出，造粒；加工工艺如下：双螺杆挤出机机筒温度范围为230-260℃，模头温度控制在170-190℃之间。
实施例3
一种LED灯散热器用高强度高导热聚乙烯，基本配方和重量比组成为：超高分子量聚乙烯35份、氧化铈14份、超支化聚酰胺酯稀土配合物9份、粉末状聚酰亚胺12份、马来酸酐接枝SEBS 8份、偶联剂改性炭黑20份、复合抗氧剂3份。
上述的高强度高导热聚乙烯，其制备的工艺步骤如下：
（1）按重量配比称取好配方中的原料加入高混机，搅拌25min，混合均匀；
（2）将步骤（1）中混合好的原料投入到双螺杆挤出机的加料斗中，经熔融挤出，造粒；加工工艺如下：双螺杆挤出机机筒温度范围为230-260℃，模头温度控制在170-190℃之间。
实施例4
一种LED灯散热器用高强度高导热聚乙烯，基本配方和重量比组成为：超高分子量聚乙烯32份、氧化镧12份、超支化聚酰胺酯稀土配合物6份、粉末状聚酰亚胺8份、马来酸酐接枝SEBS 5份、偶联剂改性炭黑17份、复合抗氧剂2份。
上述的高强度高导热聚乙烯，其制备的工艺步骤如下：
（1）按重量配比称取好配方中的原料加入高混机，搅拌35min，混合均匀；
（2）将步骤（1）中混合好的原料投入到双螺杆挤出机的加料斗中，经熔融挤出，造粒；加工工艺如下：双螺杆挤出机机筒温度范围为230-260℃，模头温度控制在170-190℃之间。
实施例5
一种LED灯散热器用高强度高导热聚乙烯，基本配方和重量比组成为：超高分子量聚乙烯38份、氧化镧16份、超支化聚酰胺酯稀土配合物12份、粉末状聚酰亚胺14份、马来酸酐接枝SEBS 11份、偶联剂改性炭黑23份、复合抗氧剂4份。
上述的高强度高导热聚乙烯，其制备的工艺步骤如下：
（1）按重量配比称取好配方中的原料加入高混机，搅拌30min，混合均匀；
（2）将步骤（1）中混合好的原料投入到双螺杆挤出机的加料斗中，经熔融挤出，造粒；加工工艺如下：双螺杆挤出机机筒温度范围为230-260℃，模头温度控制在170-190℃之间。
对比例1
与实施例1不同的是，加工过程不加氧化镧，其它条件不变。
对比例2
与实施例1不同的是，加工过程不加超支化聚酰胺酯稀土配合物，其它条件不变。
对比例3
与实施例1不同的是，加工过程不加粉末状聚酰亚胺，其它条件不变。
对比例4
与实施例1不同的是，加工过程不加马来酸酐接枝SEBS，其它条件不变。
对比例5
与实施例1不同的是，加工过程不加偶联剂改性炭黑，其它条件不变。
性能测试
测试结果见表1所示：
表1
从表1中可以看出，对比实施例1-5和对比例1-5，实施例1-5的拉伸强度、缺口冲击强度和断裂伸长率有明显的提高，热变形温度和热导率改善。从以上数据说明，本发明制备的高强度高导热聚乙烯具有良好的力学强度、导热性和耐热性。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种LED灯散热器用高强度高导热聚乙烯，其特征在于，基本配方和重量比组成为：聚乙烯30-40份、导热剂10-18份、稀土偶联剂5-14份、耐热剂7-16份、马来酸酐接枝共聚物4-12份、偶联剂改性导热填料15-25份、复合抗氧剂1-5份。
2.根据权利要求1所述的高强度高导热聚乙烯，其特征在于：所述聚乙烯为超高分子量聚乙烯。
3.根据权利要求1所述的高强度高导热聚乙烯，其特征在于：所述导热剂为稀土氧化物。
4.根据权利要求1或3所述的高强度高导热聚乙烯，其特征在于：所述稀土氧化物为氧化镧、氧化铈中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的高强度高导热聚乙烯，其特征在于：所述稀土偶联剂为超支化聚酰胺酯稀土配合物。
6.根据权利要求1所述的高强度高导热聚乙烯，其特征在于：所述耐热剂为粉末状聚酰亚胺，目数为2000目。
7.根据权利要求1所述的高强度高导热聚乙烯，其特征在于：所述马来酸酐接枝共聚物为马来酸酐接枝SEBS，接枝率为20-25%。
8.根据权利要求1所述的高强度高导热聚乙烯，其特征在于：所述偶联剂改性导热填料为偶联剂改性炭黑，目数为1000-3000目。
9.根据权利要求1所述的高强度高导热聚乙烯，其特征在于：所述复合抗氧剂为主抗氧剂1010和辅助抗氧剂168按1:1混合而成。
10.根据权利要求1所述的高强度高导热聚乙烯的制备方法，其特征是制备的工艺步骤如下：
（1）按重量配比称取好配方中的原料加入高混机，搅拌20~40min，混合均匀；
（2）将步骤（1）中混合好的原料投入到双螺杆挤出机的加料斗中，经熔融挤出，造粒；加工工艺如下：双螺杆挤出机机筒温度范围为230-260℃，模头温度控制在170-190℃之间。
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