本發(fā)明涉及l(fā)ed散熱領(lǐng)域，具體涉及一種led燈外殼用有機(jī)蒙脫土改性玻璃纖維增強(qiáng)增韌的導(dǎo)熱塑料及其制備方法。
背景技術(shù)：
隨著led在生活生產(chǎn)中的廣泛應(yīng)用，發(fā)現(xiàn)led的芯片在使用的過程中產(chǎn)生大量的熱量，熱量的積累會(huì)縮短其壽命，所以如何改善led封裝材料的導(dǎo)熱性能，是急需解決的難題。
李巧梅在其碩士學(xué)位論文《導(dǎo)熱微粒燒結(jié)和復(fù)合材料取向?qū)Υ蠊β蔿ed散熱的影響》中，以環(huán)氧樹脂為基體，分別以二氧化硅、碳化硅為導(dǎo)熱微粒，制備了高比例導(dǎo)熱微粒陶瓷片和取向型高導(dǎo)熱聚合物基復(fù)合材料，其中高比例導(dǎo)熱微粒陶瓷片用在led的陶瓷片上，而取向型復(fù)合材料用在led的封裝上。用硅烷偶聯(lián)劑對(duì)導(dǎo)熱顆粒進(jìn)行表面處理，用氧化釔和氧化鎂作為燒結(jié)劑，得到高導(dǎo)熱的碳化硅共燒陶瓷片。但是存在導(dǎo)熱性能、力學(xué)性能不足。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明主要解決的技術(shù)問題是提供一種led燈外殼用有機(jī)蒙脫土改性玻璃纖維增強(qiáng)增韌的導(dǎo)熱塑料及其制備方法，依照該工藝制備的復(fù)合材料導(dǎo)熱性能好、力學(xué)性能好。
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題采用以下的技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：
一種led燈外殼用有機(jī)蒙脫土改性玻璃纖維增強(qiáng)增韌的導(dǎo)熱塑料的制備方法，其特征在于，按以下步驟進(jìn)行：
a.向1-2重量份硅烷偶聯(lián)劑kh560中1:10-20加入蒸餾水，磁力攪拌10-20min，加入10-20重量份氮化硼，磁力攪拌30-40min，升溫至60-70℃水浴加熱，繼續(xù)攪拌20-30min，過濾、水洗3-5次，在110-120℃下烘干5-6h，研磨粉碎，得改性粉體；
b.有機(jī)蒙脫土-硅烷偶聯(lián)劑改性玻璃纖維：
向4-7重量份有機(jī)蒙脫土中1:10-15加入乙醇水溶液，剪切分散20-30min后，在冰浴中超聲處理1-2h，得有機(jī)蒙脫土分散液；
將預(yù)處理玻璃纖維、0.5-1重量份硅烷偶聯(lián)劑kh550加入有機(jī)蒙脫土分散液中，超聲處理30-40min，在30-40℃加入2-4重量份聚乙二醇，調(diào)ph為6-7，機(jī)械振蕩1-2h，置于110-120℃烘箱中加熱1-2h，得改性玻璃纖維；
c.向5-8重量份碳纖維中1:5-10加入丙酮，浸泡處理4-6h，反復(fù)水洗，除去丙酮及雜質(zhì)，再1:3-5浸泡于濃硝酸中1-2h，用蒸餾水清洗3-5次，超聲振蕩清洗1-2h，置于干燥箱中在90-100℃下干燥4-5h，得表面氧化處理的碳纖維；
d.預(yù)混、熔融擠出造粒：
將70-80重量份聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯、10-20重量份導(dǎo)熱填料氧化鎂放入110-120℃鼓風(fēng)干燥箱中烘3-4h，充分干燥；
將干燥后的物料與a、c中所得物料放入高速攪拌機(jī)中攪拌20-30min，得到均勻預(yù)混料，加入到雙螺桿擠出機(jī)中熔融擠出，將b中所得改性玻璃纖維從第二個(gè)加料口加入，經(jīng)過空氣冷卻，經(jīng)造粒機(jī)造粒。
其中，步驟b中所述預(yù)處理玻璃纖維是將4-8重量份玻璃纖維置于400-500℃馬弗爐中煅燒1-2h，乙醇水溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)為60-70%，機(jī)械振蕩轉(zhuǎn)速為150-200rpm。步驟d中所述雙螺桿擠出機(jī)溫度為230-250℃。
本發(fā)明的反應(yīng)機(jī)理及有益效果如下：
用硅烷偶聯(lián)劑kh560對(duì)導(dǎo)熱填料氮化硼進(jìn)行改性，偶聯(lián)劑分子的一端通過化學(xué)鍵的作用與無機(jī)填料結(jié)合，另一端與聚合物基體結(jié)合，偶聯(lián)劑起到了橋梁作用，改善其在基體中的分散性，減小導(dǎo)熱填料與基體間的界面熱阻；用有機(jī)蒙脫土-硅烷偶聯(lián)劑kh550對(duì)玻璃纖維進(jìn)行表面改性，可與基體形成良好的界面結(jié)合，增加界面剪切強(qiáng)度，起到增強(qiáng)增韌的作用；采用液相氧化法對(duì)碳纖維進(jìn)行表面氧化處理，提高其與基體的相容性，通過碳纖維增強(qiáng)來彌補(bǔ)復(fù)合材料在力學(xué)性能方面的損失，增強(qiáng)效果好，提高了復(fù)合材料沖擊、彎曲和拉伸強(qiáng)度。
具體實(shí)施方式
為了使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。
實(shí)施例
一種led燈外殼用有機(jī)蒙脫土改性玻璃纖維增強(qiáng)增韌的導(dǎo)熱塑料的制備方法，其特征在于，按以下步驟進(jìn)行：
a.向1kg硅烷偶聯(lián)劑kh560中1:15加入蒸餾水，磁力攪拌20min，加入10kg氮化硼，磁力攪拌40min，升溫至60-70℃水浴加熱，繼續(xù)攪拌30min，過濾、水洗3次，在110-120℃下烘干5h，研磨粉碎，得改性粉體；
b.有機(jī)蒙脫土-硅烷偶聯(lián)劑改性玻璃纖維：
向4kg有機(jī)蒙脫土中1:10加入乙醇水溶液，剪切分散30min后，在冰浴中超聲處理1h，得有機(jī)蒙脫土分散液；
將預(yù)處理玻璃纖維、0.5kg硅烷偶聯(lián)劑kh550加入有機(jī)蒙脫土分散液中，超聲處理40min，在30-40℃加入2kg聚乙二醇，調(diào)ph為6-7，機(jī)械振蕩1h，置于110-120℃烘箱中加熱2h，得改性玻璃纖維；
c.向5kg碳纖維中1:5加入丙酮，浸泡處理4h，反復(fù)水洗，除去丙酮及雜質(zhì)，再1:5浸泡于濃硝酸中1h，用蒸餾水清洗3次，超聲振蕩清洗1h，置于干燥箱中在90-100℃下干燥4h，得表面氧化處理的碳纖維；
d.預(yù)混、熔融擠出造粒：
將80kg聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯、15kg導(dǎo)熱填料氧化鎂放入110-120℃鼓風(fēng)干燥箱中烘4h，充分干燥；
將干燥后的物料與a、c中所得物料放入高速攪拌機(jī)中攪拌30min，得到均勻預(yù)混料，加入到雙螺桿擠出機(jī)中熔融擠出，將b中所得改性玻璃纖維從第二個(gè)加料口加入，經(jīng)過空氣冷卻，經(jīng)造粒機(jī)造粒。
其中，步驟b中所述預(yù)處理玻璃纖維是將4kg玻璃纖維置于500℃馬弗爐中煅燒1h，乙醇水溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)為65%，機(jī)械振蕩轉(zhuǎn)速為200rpm。步驟d中所述雙螺桿擠出機(jī)溫度為230-250℃。