[发明专利]一种LED用石墨烯-纳米立方氮化硼填充改性的PPS/PBT复合导热塑料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及导热塑料制备技术领域，尤其涉及一种LED用石墨烯-纳米立方氮化硼填充改性的PPS/PBT复合导热塑料及其制备方法。

背景技术

LED作为一代新型的光源，其出光效率及寿命与芯片的工作温度具有直接的关系，散热问题历来是关注的焦点。无论LED芯片封装还是灯具设计应用，往往需要通过导热材料来释放LED所产生的热量，用于散热的成本也占据了系统成本约20%～30%的比重，寻求高性价比的散热解决方案也一直成为业者追求的目标。

目前在LED照明光源和灯具生产中，主要采用金属铝材或陶瓷材料作为导热散热系统，然而，这些材料在实际使用过程中均存在一些缺陷，比如铝基散热材料虽然具有较为优良的散热能力，但其存在成型工艺周期长、本身具有导电性以及造型单一等问题，而陶瓷材料虽然绝缘，但比重大、成型难度高，不利于批量生产，其应用也受到限制。

有机导热塑料近年来逐渐开始受到业内关注，首先塑料本身具有良好的绝缘、轻质、价廉、形状多样化等优势，为LED照明产品的生产提供了一种新的思路和解决方案，导热塑料的难点在于提高其导热性，传统的生产方法主要是通过在塑料中直接掺混高导热填料共混密炼挤出得到，这种方法生产得到的导热塑料普遍存在导热不均、填料利用率低的问题，其综合导热散热效果仍待改进。

发明内容

本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种LED用石墨烯-纳米立方氮化硼填充改性的PPS/PBT复合导热塑料及其制备方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种LED用石墨烯-纳米立方氮化硼填充改性的PPS/PBT复合导热塑料，其特征在于，该复合塑料由以下重量份的原料制成：PPS母粒70-80、PBT母粒22-25、纳米立方氮化硼26-28、石墨烯5-8、亚磷酸三苯酯0.2-0.3、抗氧剂10100.1-0.2、硅烷偶联剂1-2、钙锌稳定剂1-1.5。

所述的一种LED用石墨烯-纳米立方氮化硼填充改性的PPS/PBT复合导热塑料的制备方法为：

（1）制备PBT-石墨烯复合纤维：先将石墨烯与0.2-0.3重量份的硅烷偶联剂搅拌混合均匀，随后将其与PBT母粒搅拌混合均匀，所得混合料经熔融纺丝工艺制成长度为20-30mm、直径为50-80μm的复合短纤维备用；

（2）制备PPS-纳米立方氮化硼复合纤维：先将纳米立方氮化硼与剩余重量份的硅烷偶联剂混合均匀，随后将其与PPS母粒混合搅拌分散均匀，所得物料经过熔融纺丝工艺制成长度为10-20mm、直径为60-80μm的复合短纤维备用；

（3）将步骤（1）及（2）所得复合短纤维及其它剩余物料混合均匀后投入双螺杆挤出机中，在240-250℃条件下挤出造粒，即得所述复合导热塑料。

有益效果：本发明将PPS塑料与PBT塑料混合使用，综合了两者的优点，具有良好的力学性能以及化学防护功效，利用石墨烯和纳米立方氮化硼分别对PBT、PPS进行导热改性处理，并采用熔融纺丝的工艺制成高导热的复合短纤维，这种复合纤维中导热填料分散均匀，其这两种复合短纤维在后期混炼过程中分散结合的更为均匀，可形成均匀稳定的热传递网络，可以明显的改善传统生产方法带来的塑料导热不均的现象，提高导热填料利用率，测试结果表明这种复合导热塑料具有优良的导热散热性，轻质高强，耐用环保，可广泛的应用于LED散热领域。

具体实施方式

实施例

该实施例的复合塑料由以下重量份的原料制备得到：PPS母粒75、PBT母粒24、纳米立方氮化硼28、石墨烯6、亚磷酸三苯酯0.2、抗氧剂10100.1、硅烷偶联剂1.5、钙锌稳定剂1.2。

所述的一种LED用石墨烯-纳米立方氮化硼填充改性的PPS/PBT复合导热塑料的制备方法为：

（1）制备PBT-石墨烯复合纤维：先将石墨烯与0.3重量份的硅烷偶联剂搅拌混合均匀，随后将其与PBT母粒搅拌混合均匀，所得混合料经熔融纺丝工艺制成长度为25mm、直径为60μm的复合短纤维备用；

（2）制备PPS-纳米立方氮化硼复合纤维：先将纳米立方氮化硼与剩余重量份的硅烷偶联剂混合均匀，随后将其与PPS母粒混合搅拌分散均匀，所得物料经过熔融纺丝工艺制成长度为20mm、直径为60μm的复合短纤维备用；

（3）将步骤（1）及（2）所得复合短纤维及其它剩余物料混合均匀后投入双螺杆挤出机中，在250℃条件下挤出造粒，即得所述复合导热塑料。

本实施例所制得的复合导热塑料的性能测试结果为：

项目指标抗冲击强度(KJ/m²)30.4弯曲强度(MPa)834导热率(w/mk)18.2阻燃等级UL94-V0体积电阻率（10²¹Ω.cm）3.4