[发明专利]一种导热绝缘阻燃性能增强的PBT塑料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，具体涉及一种导热绝缘阻燃性能增强的PBT塑料及其制备方法。

背景技术

聚对苯二甲酸丁二醇酯，英文名polybutylene terephthalate(简称PBT),是热塑性聚酯，是上一世纪70年代初期由美国Celanese公司开发的。PBT具有非常好的耐热性、耐候性、耐化学品性，而且具有电气性能优异、吸水性小、表面良好等优点，被广泛应用于电子电气、汽车、机械、家用电器等行业，尤其是电子电气行业。

随着温室气体排放引起全球气温变暖，人们增强了节能环保意识。新型节能电致发光二极管(LED)的使用备受国际社会的关注。由于LED具有体积小、发光效率高、能耗低、亮度高、环保等优点，各国政府加大对LED研发的资金资助和相应政策支持。在过去十年中，LED技术得到了快速发展。目前LED已在广告媒体视频屏幕、汽车车灯、背光光源、标识与指示性照明、景观照明、室内照明(白色LED)领域得到了广泛应用。

通常高功率LED(HPLED)输入功率中有15％～20％的能量转变成光，余下80％～85％的电能均转变成热。如果不能将集中在尺寸仅为1mm×1mm×0.25mm芯片内的热量及时散逸出去，则会导致芯片温度升高和应力分布不均匀。当LED的结点温度超过器件能承受的最高温度时，LED的光输出特性将会永久性的衰减。研究表明，LED的工作温度从63℃升至74℃，LED的使用寿命少了3/4。

然而塑料的热导率一般在0.14～0.34，满足不了LED的要求，因此导热塑料(一般其热导率大于1W/(m.K))的研制和应用也是今后LED在市场获得发展的关键问题。

发明内容

本发是的目的在于克服上述现有技术的缺陷，提供一种导热绝缘阻燃增强PBT塑料及其制备方法。本发明的PBT塑料是采用多元导热填料复配，在提高热导率的同时能够降低导热填料的用量，兼顾热导率和力学性能，不仅能够达到满足导热塑料的要求，力学性能也满足使用要求，适合实际应用。

本发明的技术方案如下：

一种导热绝缘阻燃增强PBT塑料，其按重量百分数计包括以下组分：

PBT 29～45％

十溴二苯乙烷8～10％

三氧化二锑0.5～1％

纳米氧化铝12～15％

纳米氧化镁12～15％

氮化铝1～3％

EMA-g-GMA 3～5％

抗氧剂0.5～1％

润滑剂0.4～1％

玻璃纤维18～20％。

优选地，本发明的导热绝缘阻燃增强PBT塑料，其按重量百分数计包括以下组分：

PBT 34.5％

十溴二苯乙烷8％

三氧化二锑0.5％

纳米氧化铝15％

纳米氧化镁15％

氮化铝1％

EMA-g-GMA 5％

抗氧剂0.6％

润滑剂0.4％

玻璃纤维20％。

优选地，所述PBT为粘度1.0的PBT树脂。1.0粘度PBT树脂综合性能最佳。

优选地，为了提高产品的热导率，所述纳米氧化铝和纳米氧化镁粒径为1-5纳米。1-5纳米,热导率高，可达36W/(m·K)，普通的仅有33W/(m·K)。

优选地，为了提高产品的热导率，所述氮化铝为氮化铝单晶。氮化铝单晶，热导率高，可达275W/(m·k)，聚晶的仅有70-210W/(m·K)

优选，阻燃剂为十溴二苯乙烷和三氧化二锑。

优选，所述相容剂为EMA-g-GMA或者POE-g-MAH。

优选地，所述抗氧剂为抗氧剂1010，所述润滑剂为硅酮粉。

本发明的导热绝缘阻燃增强PBT塑料的制备方法包括以下步骤：

(1)将阻燃剂、纳米氧化铝、纳米氧化镁、氮化铝单晶、抗氧剂与润滑剂混合5～10min；

(2)再加入PBT树脂和相容剂混合2-4分钟；

(3)再加入玻璃纤维，在220-240℃下熔融挤出造粒。

所述的PBT塑料的方法，还可以包括以下步骤：

(1)将阻燃剂、纳米氧化铝、纳米氧化镁和氮化铝单晶在80-100℃，转速为1200-1300rpm的条件下混合后；

(2)加入抗氧剂和润滑剂混合5～10min；

(3)再加入PBT树脂和相容剂混合；

(4)再加入玻璃纤维，熔融挤出造粒。