[发明专利]热塑性导热树脂组合物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于高分子复合材料，涉及一种热塑性导热树脂组合物及其制备方法。所述热塑性导热树脂组合物适用于电气、电子和散热部件。

背景技术

导热材料常应用于换热、散热、电子电气等行业。近年来，电子电器设备轻量化、小型化和高性能化趋势明显，其发热部件的发热量也有增大趋势。过多的热量降低产品的性能，及时将热量传导散发至关重要。改善发热器件的散热性能，开发具有高导热率且具有成本优势的导热材料尤为迫切。

与传统的金属、陶瓷等材料相比，导热塑料具有很多优点：散热均匀、低热阻、低成本、加工成型方便、多种基体树脂的选择、设计自由度高、三维复杂度高、质轻、热膨胀系数低、成型收缩率低、工作温度低、增加对流表面、文件集成化等，目前导热塑料已成为国内外散热材料的研发热点。由于纯高分子材料的导热性能很差，仅约0.2W·m^-1·K^-1，所以人们提出以高分子材料为基体来制备导热塑料材料。制备导热塑料主要有两种方法：一种是用化学合成方法，即本征型，合成具有高共轭度、高结晶度或高取向度的高分子材料，如聚乙炔、聚亚苯基硫醚、聚噻吩等。但是其制备工艺繁琐，难度大，成本高，难以实现工业化生产。二是在聚合物(如聚烯烃、聚酯、尼龙等)中填充导热材料，如金属、高导热的无机填料等。后者方法简单、高效，国内外对填充改性研究的工作较多，如RTP、DSM、Mitsubishi、SABIC、宝利玛、银禧科技、飞荣达等公司。

国外多项关于导热塑料开发的专利发明，如US 20120217434、US 20150069290、JP 2014231538、WO 2009043850等，主要采用填充法生产，提供了优异的高导热性能的系列导热塑料产品，但所采用的导热填料和助剂的比例较高，导致生产制造成本高。住友化学株式会社专利CN 101041719A公开了将热塑性树脂与粒化的氧化铝纤维等填料预混合后，经挤出机熔融捏合造粒，再经注射成型得到制品，用作电子部件的构件，特别是要求具有导热性的构件。该专利所制备的导热塑料具有2.7～5.0W·m^-1·K^-1的平行热导率、0.6～2.9W·m^-1·K^-1的垂直热导率。美国提克纳公司专利CN 102482449A公开了将液晶聚合物与导热填料、玻璃纤维等混合，经螺杆挤出后得到热导率0.6～1.5W·m^-1·K^-1的导热性树脂组合物，以用于要求高度导热的电气和电子外壳。上海杰事杰新材料公司专利CN 103965616A报道了将热塑性树脂、导热树脂母料、碳化硼粒子、偶联剂等通过螺杆挤出熔融捏合共混制成热导率2.1～4.2W·m^-1·K^-1的导热树脂。由于树脂中添加了大量的无机填料后，其熔融流动性能将变得很差，而上述专利中均未见材料该性能的相关数据报道。另外，所述专利中所报道的导热树脂所采用的导热填料比例较高而降低了材料的力学性能，造成生产成本较高，一定程度上限制了其应用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题之一是现有技术中存在的导热填料用量高、材料的加工性能和耐热性能差的问题，提供一种热塑性导热树脂组合物。该热塑性导热树脂组合物综合性能得到显著提高，具有较好的耐热性能、力学和加工性能，适用于电气、电子和散热部件。

本发明所要解决的技术问题之二是提供与解决技术问题之一相适应的热塑性导热树脂组合物的制备方法。

为解决上述技术问题之一，本发明采用的技术方案如下：一种热塑性导热树脂组合物，以重量份数计，包括以下组分：

(A)40～75份的热塑性树脂；

(B)10～45份的导热填料组合物；

(C)0.1～10份的其他助剂；

其中，所述导热填料组合物包括导热填料和改性剂，改性剂和导热填料的质量比为(0.2～2):100。

上述技术方案中，所述的导热填料选自球状、纤维粉状、片状、短切纤维状和长纤状导热填料中的至少一种，更优选自球状、纤维粉状、片状、短切纤维状和长纤状导热填料中的两种以上，此时对热塑性导热树脂组合物的综合性能具有协同增效作用。

上述技术方案中，所述导热填料优选由改性剂进行改性。

上述技术方案中，以占所述热塑性导热树脂组合物总的质量百分数计，所述导热填料组合物的量小于40％。