[发明专利]一种聚苯硫醚复合材料及其制备方法

说明书

[技术领域]

本发明涉及高分子复合材料，尤其涉及一种聚苯硫醚复合材料及其制备方法。

[背景技术]

作为“高效、环保、节能”的新一代绿色光源和照明技术，LED照明灯近年来在全球照明灯行业得到快速发展与广泛应用，然而LED照明灯的操作环境温度越高，使用寿命也越低。因此，LED照明灯的散热系统设计与应用对增加LED照明灯的发光效率和使用寿命起着到关重要的决定作用。随着新型LED灯具的不断开发，设计人员与生产制造商的不断探索与研究，共同一致认为导热塑料是一种合理的新型热界面材料选择。导热塑料具有优良的机械力学性能，如质轻、耐化学腐蚀性强、电绝缘性能优异、尺寸稳定性好、加工成型简便，同时导热系数较高等特点。

除了LED行业，在IT行业的电脑散热风扇、汽车行业的发动机周边的零部件、以及在航空航天领域中很多零件都是要求材料能够迅速地将热量散发出去，以达到延长零件的使用寿命。这些都是可以大量地使用导热塑料的。

聚苯硫醚是一种综合性能优异的特种工程塑料，其突出的特点是耐高温(长期工作温度可以达到200℃以上)、耐化学腐蚀性强、电绝缘性能优异、力学性能高、尺寸稳定性好、聚苯硫醚本身就可以达到UL94V0的阻燃等级、同时导热系数较其它塑料要高，所以用聚苯硫醚作为基材制作导热塑料非常具有优势。

导热材料主要作用是要将热量传递散发出去，但是在使用条件下也要具备一定的机械力学性能。中国专利申请CN200810025883.6制备的导热聚苯硫醚材料的导热系数最高仅为1.696W/m.K；中国专利申请CN104559145A公开了一种高韧性高导热高分子材料及其制备方法，其所述的高韧性导热高分子材料由于添加大量的增韧剂，使该材料具有较好的韧性，但其强度难以作为结构材料使用，同时其导热系数也是只能满足低瓦数的LED灯使用；中国专利申请CN101275014A公开了一种导电导热聚苯硫醚材料，由聚苯硫醚树脂、碳纤维、导电导热填充剂、纤维增强剂、偶联剂、抗氧剂、润滑剂、分散剂、成核剂组成。其制备方法将聚苯硫醚树脂基体恒温干燥、加入碳纤维、导电导热填充剂和纤维增强剂搅混，再加入偶联剂、抗氧剂、润滑剂、分散剂和成核剂混合，在双螺杆挤出造粒机内高温熔融塑化造粒。该申请采用碳纤维作为增强填料，而碳纤维是可以导电的，大量添加碳纤维，从而使材料变成了导电材料，而不是绝缘材料，这很大程度地限制它在电子电气、LED灯具、IT等行业的应用。

[发明内容]

本发明要解决的技术问题是提供一种高韧性、绝缘性能和导热性能好的聚苯硫醚复合材料及其制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是，一种聚苯硫醚复合材料，按质量百分比由以下组分组成：

以上所述的聚苯硫醚复合材料，所述的聚苯硫醚为线型聚苯硫醚，所述的聚苯醚为熔融指数10-20g/10min的中粘聚苯醚。

以上所述的聚苯硫醚复合材料，所述的大粒径导热填料的粒径为45目-60目，为氧化镁、氧化锌、氧化铝、氧化钙、氮化硼、氮化铝和氮化硅中的至少一种；所述的中粒径导热填料的粒径为270目-325目，为氧化镁、氧化锌、氧化铝、氧化钙、氮化硼、氮化铝和氮化硅中的至少一种；所述的小粒径导热填料的粒径为1800目-2500目，为氧化镁、氧化锌、氧化铝、氧化钙、氮化硼、氮化铝和氮化硅中的至少一种。

以上所述的聚苯硫醚复合材料，所述偶联剂优选硅烷偶联剂和/或钛酸脂偶联剂。

以上所述的聚苯硫醚复合材料，所述润滑剂优选硬脂酸钙、硅酮、石蜡、聚乙烯蜡和硬脂酸锌中的至少一种。

以上所述的聚苯硫醚复合材料，所述抗氧化剂为1010、168、1076、1098、1790、425、2246和S9228中的至少一种。

以上所述的聚苯硫醚复合材料，所述光稳定剂优选944、770、THT4611、UV-6408、THT4802和UV-2908中的至少一种。

一种以上所述聚苯硫醚复合材料的制备方法，包括以下步骤：

801、按权利要求1的配方称取原料；

802、将聚苯硫醚和聚苯醚树脂烘干，按质量百分比，将水份控制在0.02％以下；

803、将烘好的聚苯硫醚和聚苯醚树脂与偶联剂先在混料机中搅拌混合；

804、加入大粒径的导热填料、中粒径的导热填料、小粒径导热填料、抗氧剂、光稳定剂和润滑剂在搅拌混合搅拌过程中要升温至110℃；

805、将混合好的原料加入双螺杆挤出机进行挤出造粒。