[发明专利]一种绝缘导热材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种绝缘导热材料的制备方法，可应用于电子电器、换热工程、摩擦材料等领域，属于高分子材料技术领域。

背景技术

随着工业生产和科学技术的发展，在换热工程、电磁屏蔽、电子电气、摩擦材料等领域，绝缘导热高分子材料由于其耐腐蚀、绝缘好、易加工的特性，越来越多的替代了导热金属材料和导热陶瓷材料。

近年来，采用基体塑料为聚丙烯、聚氯乙烯等通用塑料，导热填料主要是金属粉、金属纤维、石墨、炭黑、碳纤维等，导热性能好，但是也使得材料的绝缘性能下降甚至成为导电材料。

目前，人们利用非导电性的金属氧化物和其他化合物填充聚合物，已初步解决了这一问题。绝缘型导电填料主要包括BeO，MgO，Al₂O₃、NiO、AlN，BN、SiC、B₄C₃等，但是这些填料存在共同的问题，即填料的填充量巨大，至少60％以上，注塑加工困难，复合后的材料机械性能尤其是韧性极差，其实用性大打折扣。

如中国专利CN200510101700.0公开了一种以大颗粒导热填料为主的注塑成型的绝缘导热塑料，其填充量最少为71％(重量份数)，最多为86％(重量份数)，缺口冲击强度仅为3.3KJ/m²；又如中国专利CN200810025883.6公开了一种以导热填料和长玻纤为主的高机械强度的绝缘导热塑料，其复合填充量最少为60％，最多为75％，缺口冲击强度也只有4.3～5.2KJ/m²；再如中国专利CN201010019386.2公开了一种酚醛树脂包覆导热填料再与基体塑料复合的绝缘导热塑料，其填充量也为75％，缺口冲击强度只有2.9～4.1KJ/m²。

发明内容

本发明目的在于针对绝缘导电塑料存在的填充多、难加工、易脆断的缺点，提出一种导电纤维和非导电填料复合制备绝缘导热塑料的方法。该方法利用少量导电纤维在塑料基体中形成不相连的骨架结构，在填充适量的非导电填料，在材料中形成互相连接可导热却不导电的网络结构，有效的减少填充量，最少只需要填充40％，同时保持良好的绝缘导热性。并且添加少量的增韧剂，使复合材料具有较高的缺口冲击强度。

本发明的具体技术方案如下：

将聚对苯二甲酸丁二醇酯、金属纤维、无机导热填料、增韧剂、偶联剂和润滑剂混合均匀，于双螺杆挤出机中熔融共混，同时加入玻璃纤维，挤出造粒；挤出机工艺条件为：双螺杆挤出机1-2区温度为190-220℃，3-4区温度为230-250℃，5-6区温度为230-250℃，7-8区温度为240-270℃，机头温度为230-250℃，螺杆转速为150-350转/分钟；上述各原料的重量用量为：

聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT) 40～55％、

金属纤维                  5～15％、

无机导热填料              25～45％、

增韧剂                    5～15％。

偶联剂                    0.1％～1％

润滑剂                    0.1％～0.5％

上述聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)为对苯二甲酸和丁二醇的缩聚物，这是本技术领域公知的，可以根据用途选用不同的牌号。

上述金属纤维为不锈钢短纤维，单丝直径优选在1～40μm，其原因是单丝直径如小于1μm，在加工时易断，不易形成一种绝缘导热支架体系；单丝直径如大于40μm，制得的最终材料表面粗糙，且对生产设备磨损较大。

由于三氧化二铝(Al₂O₃)价格便宜，绝缘性好，因此上述导热无机填料选择三氧化二铝(Al₂O₃)。同时，由于三氧化二铝(Al₂O₃)的微观结构为六面体，堆积体积较大，能以较低的添加量形成较为密集的网络结构。其细度低于80目的话，颗粒过粗，制得的材料表面粗糙；细度高于325目的话，颗粒过细，会造成填充量加大，因此，其细度为以80～325目为宜。