一種高散熱性led燈用pa10t復(fù)合散熱材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及LED散熱材料領(lǐng)域，尤其涉及一種高散熱性LED燈用PAlOT復(fù)合散熱材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]多數(shù)金屬材料的導(dǎo)熱性較好，但金屬材料的耐腐蝕性不好，限制了其在化工生產(chǎn)和廢水處理中的熱交換器、導(dǎo)熱管、太陽能熱水器及蓄水池冷卻器等領(lǐng)域的應(yīng)用。同金屬材料相比，塑料的絕緣、耐腐蝕、耐化學(xué)藥品性能好，且質(zhì)輕、價(jià)廉、易加工、成型能耗低，在電子電氣等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，例如可用作電子封裝材料。
[0003]對于需要絕緣散熱的器件多利用高導(dǎo)熱陶瓷如氮化鋁、氮化硼等。由于陶瓷產(chǎn)品的加工難度高、易破裂，人們開始尋求容易加工、耐沖擊性能好的聚合物來制備絕緣導(dǎo)熱復(fù)合材料。
[0004]聚合物分子鏈中一般不存在傳導(dǎo)電流和熱能的自由電子和離子。聚合物結(jié)晶的不完整性，亦限制了聲子對熱能的傳導(dǎo)，因此聚合物材料大多是熱的不良導(dǎo)體，即使導(dǎo)熱性最好的高密度聚乙烯，其熱導(dǎo)率也僅為0.44ff/m.K0但是聚合物材料具有質(zhì)量輕、易加工、高性能和低價(jià)格的優(yōu)點(diǎn)，在需要產(chǎn)品“移動”和現(xiàn)場“施工”的電子、電器和信息技術(shù)等諸多領(lǐng)域?qū)Ω邚?qiáng)、高韌、質(zhì)輕、易加工和導(dǎo)熱聚合物基復(fù)合材料有迫切需求，關(guān)鍵是要提高聚合物導(dǎo)熱(完成快速散熱)性能。所以，聚合物材料導(dǎo)熱功能化成為高分子科學(xué)與工程學(xué)科的前沿課題之一。
[0005]研究開發(fā)具有尚導(dǎo)熱性能的絕緣樹脂基復(fù)合材料具有迫切的實(shí)際意義。目如提尚高分子材料導(dǎo)熱性能最便捷有效的方式是對現(xiàn)有材料進(jìn)行復(fù)合導(dǎo)熱改性。
[0006]耐高溫聚酰胺PAlOT是一種生物基半芳香族聚酰胺，具有優(yōu)異的力學(xué)性能、耐熱性和加工性能，吸水率低，尺寸穩(wěn)定性好以及耐化學(xué)腐蝕等優(yōu)點(diǎn)，主要應(yīng)用于電子電氣、LED、汽車等行業(yè)。然而，耐高溫聚酰胺PAlOT的熱導(dǎo)率較小，從而限制了其在一些領(lǐng)域中的應(yīng)用，如連接器、電機(jī)、變壓器、螺線管、纏繞線圈系統(tǒng)LED照明散熱等，因此有必要對其進(jìn)行導(dǎo)熱性能方面的改性。在現(xiàn)有的改性方法中，填充導(dǎo)熱填料具有成本低、設(shè)備簡單、適合大規(guī)模生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)，是最適合作為提高PAlOT導(dǎo)熱性能的方法。
[0007]氮化硼具有原子晶體形式和致密的結(jié)構(gòu)，以聲子導(dǎo)熱為主，熱導(dǎo)率很高，另外氮化硼的熱膨脹系數(shù)是陶瓷中最小的，高溫絕緣性能十分出色，是良好的高絕緣高導(dǎo)熱填料。氧化鎂雖然熱導(dǎo)率比較低，但其價(jià)格便宜。
[0008]將上述兩種填料進(jìn)行有效復(fù)配組合，可能獲得熱導(dǎo)率高、成本低、成型性優(yōu)良的導(dǎo)熱絕緣復(fù)合材料，可廣泛應(yīng)用在絕緣要求較高同時(shí)又要求有優(yōu)異導(dǎo)熱性能的LED照明散熱領(lǐng)域。采用氮化硼微球粉末和球狀氧化鎂作為復(fù)配導(dǎo)熱填料，少量短切玻璃纖維作為增強(qiáng)填料，制備導(dǎo)熱絕緣耐高溫PAlOT復(fù)合材料，散熱性能優(yōu)良，但是力學(xué)性能不夠好，散熱性也不能滿足一些較大功率設(shè)備的要求，耐久性不能得到保證，需要改進(jìn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的目的在于提供一種高散熱性LED燈用PAlOT復(fù)合散熱材料，該復(fù)合散熱材料具有良好的協(xié)同散熱效果，散熱性好，韌性、拉伸性能和抗污性能好。
[0010]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
一種高散熱性LED燈用PAlOT復(fù)合散熱材料，其特征在于由下列重量份的原料制成:氧化鎂40-42、氮化硼20-22、短切玻璃纖維2_3、聚酰胺PA10T30-32、氧化鋁晶須7_8、鐵鈦粉
2-3、鱗片狀高導(dǎo)熱碳粉2-3、微米級氮化鋁粉3-4、2_氟丙烯酸甲酯3_4、聚乙烯醇縮丁醛1-1.5、乙醇 6-7、SEBS3-4。
[0011 ] 所述的高散熱性LED燈用PAlOT復(fù)合散熱材料的生產(chǎn)方法，其特征在于:
(1)將聚乙烯醇縮丁醛加入乙醇中，加熱至80-82°C，攪拌至樹脂全部溶解，再加入鐵鈦粉、鱗片狀高導(dǎo)熱碳粉、微米級氮化鋁粉，攪拌均勻，再加入短切玻璃纖維、氧化鋁晶須攪拌均勻，烘干，粉碎，得到改性氧化鋁晶須；
(2)將氮化硼與SEBS、2-氟丙烯酸甲酯混合均勻，送入雙螺桿擠出機(jī)，經(jīng)過熔融擠出，水冷切粒，得到粒料；
(3)將聚酰胺PAlOT干燥，與第(2)步得到的粒料以及其他剩余成分混合均勻，從同向雙螺桿擠出機(jī)的主喂料口進(jìn)入，改性氧化鋁晶須從側(cè)喂料口進(jìn)入，經(jīng)過熔融擠出，水冷切粒得到粒料；擠出機(jī)各段溫度分別為:280、320、310、310°C，螺桿轉(zhuǎn)速設(shè)定為400r/min ;然后在125-130°C下鼓風(fēng)干燥4-5h，用注塑機(jī)注塑成型，即得。
[0012]本發(fā)明的有益效果
本發(fā)明復(fù)合散熱材料使用了氧化鎂、氮化硼，產(chǎn)生了良好的復(fù)配協(xié)同散熱效果，通過使用SEBS對氮化硼進(jìn)行改性，材料的缺口沖擊強(qiáng)度得到提高，通過使用短切玻璃纖維、氧化鋁晶須，經(jīng)過改性，復(fù)合材料的導(dǎo)熱系數(shù)和力學(xué)性能得到提高，電性能保持在較高水平；通過使用鐵鈦粉、鱗片狀高導(dǎo)熱碳粉、微米級氮化鋁粉，具有良好的協(xié)同散熱效果，大大提高了材料的散熱性；通過使用2-氟丙烯酸甲酯，提高了材料的韌性、拉伸性能和抗污性能。
【具體實(shí)施方式】
[0013]—種高散熱性LED燈用PAlOT復(fù)合散熱材料，由下列重量份(公斤)的原料制成:氧化鎂41、氮化硼21、短切玻璃纖維2.5、聚酰胺PA10T31、氧化鋁晶須7.5、鐵鈦粉2.5、鱗片狀高導(dǎo)熱碳粉2.5、微米級氮化鋁粉3.5,2-氟丙烯酸甲酯3.5、聚乙烯醇縮丁醛1.3、乙醇6.5、SEBS3.5。
[0014]所述的高散熱性LED燈用PAlOT復(fù)合散熱材料的生產(chǎn)方法，其特征在于:
(1)將聚乙烯醇縮丁醛加入乙醇中，加熱至80°C，攪拌至樹脂全部溶解，再加入鐵鈦粉、鱗片狀高導(dǎo)熱碳粉、微米級氮化鋁粉，攪拌均勻，再加入短切玻璃纖維、氧化鋁晶須攪拌均勻，烘干，粉碎，得到改性氧化鋁晶須；
(2)將氮化硼與SEBS、2-氟丙烯酸甲酯混合均勻，送入雙螺桿擠出機(jī)，經(jīng)過熔融擠出，水冷切粒，得到粒料；
(3)將聚酰胺PAlOT干燥，與第(2)步得到的粒料以及其他剩余成分混合均勻，從同向雙螺桿擠出機(jī)的主喂料口進(jìn)入，改性氧化鋁晶須從側(cè)喂料口進(jìn)入，經(jīng)過熔融擠出，水冷切粒得到粒料；擠出機(jī)各段溫度分別為:280、320、310、310°C，螺桿轉(zhuǎn)速設(shè)定為400r/min ;然后在130°C下鼓風(fēng)干燥4h，用注塑機(jī)注塑成型，即得。
[0015]實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù):該散熱材料的法向熱導(dǎo)率為3.69ff/m.K。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種高散熱性LED燈用PAlOT復(fù)合散熱材料，其特征在于由下列重量份的原料制成:氧化鎂40-42、氮化硼20-22、短切玻璃纖維2_3、聚酰胺PA10T30-32、氧化鋁晶須7_8、鐵鈦粉2-3、鱗片狀高導(dǎo)熱碳粉2-3、微米級氮化鋁粉3-4、2-氟丙烯酸甲酯3_4、聚乙烯醇縮丁醛1-1.5、乙醇 6-7、SEBS3-4。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高散熱性LED燈用PAlOT復(fù)合散熱材料的生產(chǎn)方法，其特征在于: (1)將聚乙烯醇縮丁醛加入乙醇中，加熱至80-82°C，攪拌至樹脂全部溶解，再加入鐵鈦粉、鱗片狀高導(dǎo)熱碳粉、微米級氮化鋁粉，攪拌均勻，再加入短切玻璃纖維、氧化鋁晶須攪拌均勻，烘干，粉碎，得到改性氧化鋁晶須； (2)將氮化硼與SEBS、2-氟丙烯酸甲酯混合均勻，送入雙螺桿擠出機(jī)，經(jīng)過熔融擠出，水冷切粒，得到粒料； (3)將聚酰胺PAlOT干燥，與第(2)步得到的粒料以及其他剩余成分混合均勻，從同向雙螺桿擠出機(jī)的主喂料口進(jìn)入，改性氧化鋁晶須從側(cè)喂料口進(jìn)入，經(jīng)過熔融擠出，水冷切粒得到粒料；擠出機(jī)各段溫度分別為:280、320、310、310°C，螺桿轉(zhuǎn)速設(shè)定為400r/min ;然后在125-130°C下鼓風(fēng)干燥4-5h，用注塑機(jī)注塑成型，即得。
【專利摘要】一種高散熱性LED燈用PA10T復(fù)合散熱材料，由下列重量份的原料制成：氧化鎂40-42、氮化硼20-22、短切玻璃纖維2-3、聚酰胺PA10T30-32、氧化鋁晶須7-8、鐵鈦粉2-3、鱗片狀高導(dǎo)熱碳粉2-3、微米級氮化鋁粉3-4、2-氟丙烯酸甲酯3-4、聚乙烯醇縮丁醛1-1.5、乙醇6-7、SEBS3-4。本發(fā)明復(fù)合散熱材料的導(dǎo)熱系數(shù)和力學(xué)性能好，電性能保持在較高水平；通過使用鐵鈦粉、鱗片狀高導(dǎo)熱碳粉、微米級氮化鋁粉，具有良好的協(xié)同散熱效果，大大提高了材料的散熱性；通過使用2-氟丙烯酸甲酯，提高了材料的韌性、拉伸性能和抗污性能。
【IPC分類】C08K3/04, C08K9/04, C08L29/14, C08K13/06, C08K5/101, C08K3/38, C08L77/06, C08K7/14, C08K3/22, C08K3/08, C08L53/02, C08K3/28
【公開號】CN105062056
【申請?zhí)枴緾N201510436558
【發(fā)明人】董照海
【申請人】合肥凱士新材料貿(mào)易有限公司
【公開日】2015年11月18日
【申請日】2015年7月23日