[发明专利]一种高导热绝缘聚对苯二甲酸丁二醇酯合金及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高导热绝缘聚对苯二甲酸丁二醇酯合金及其制备方法，该合金的原料配方组成为：聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯微粉、氨基化无机导热填料、环氧基化碳纳米管、润滑剂和抗氧剂。本发明对无机导热填料和羧基化碳纳米管分别进行氨基化和环氧基化表面处理，并且通过添加聚对苯二甲酸乙二醇酯微粉引入体积排除效应，进一步提高碳纳米管对于PBT的导热改善效果，减少碳纳米管用量。此外，当以0.1wt％环氧基化碳纳米管复配38wt％氨基化无机导热填料改性添加PET微粉的PBT体系，所得合金导热系数达到5.1W/(m·K)，体积电阻率为4.3×10¹⁴Ω·cm，力学性能良好。

技术领域

本发明涉及聚对苯二甲酸丁二醇酯改性技术领域，更具体地说，是涉及一种高导热绝缘聚对苯二甲酸丁二醇酯合金及其制备方法。

背景技术

聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)工程塑料具有质量轻、绝缘性高、加工性能好等优点，近年来越来越多地替代金属用于LED灯壳体的制造。由于LED灯照明时产生热量，需要所用材料有一定的导热性，而PBT本身是热的不良导体，导热系数仅在0.2W/(m·K)左右，不能满足使用需要。通过在PBT中添加无机导热填料可提高导热性，但要达到一定的导热效果，用量十分高。新型炭材料碳纳米管具有很高的长径比，导热性好，导热系数可达3000～3500W/(m·K)，与常用无机导热填料复配，可以有效地促进基体中导热网络的形成，减少无机导热填料的用量。

北京化工大学发明专利CN201410199693.1公开了一种导热氧化铝和碳纳米管复配制备导热PBT的方法，其采用61wt％氧化铝(粒径约为45μm)和4wt％碳纳米管复配填充PBT，导热系数为1.90W/(m·K)。广东工业大学发明专利(ZL201310438245.8)公开了一种由粒状炭黑和纤维状碳纳米管构成、具有多导热点的星型导热填料与碳化硅改性PBT的导热性，100份PBT中采用70份碳化硅(粒径约为16μm)和3份星型导热填料，导热系数可达到4.4W/(m·K)。从上可知，现有技术中采用碳纳米管等新型炭材料与常用无机导热填料复配改性PBT时，用量仍在1.5wt％以上，鉴于碳纳米管价格昂贵，其使用成本依然很高。一般认为碳纳米管用量降至1.0wt％以下才有实际应用的可能，进一步提高其在导热体系中的效率，降低使用量，对于其获得实际应用意义重大。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的上述缺陷，提供一种可减少碳纳米管用量的高导热绝缘聚对苯二甲酸丁二醇酯合金及其制备方法。

为实现上述目的，本发明的第一方面提供了一种高导热绝缘聚对苯二甲酸丁二醇酯合金，按质量百分比计，其原料配方组成为：38％～55％聚对苯二甲酸丁二醇酯、16％～30％聚对苯二甲酸乙二醇酯微粉、20％～38％氨基化无机导热填料、0.1％～0.5％环氧基化碳纳米管、0.5％～1％润滑剂和0.2％～0.5％抗氧剂。

作为优选的，所述氨基化无机导热填料的原料配方组成为：无机导热填料、乙醇/水混合溶剂和γ-氨丙基三乙氧基硅烷，所述乙醇/水混合溶剂的质量为无机导热填料5～10倍，所述γ-氨丙基三乙氧基硅烷的质量为无机导热填料的5％～10％。

作为优选的，所述无机导热填料为氧化铝、氧化镁、氮化硅、氮化硼、碳化硅中的一种或其组合，平均粒径为10～50μm；所述乙醇/水混合溶剂中的乙醇和水体的积比为(4～6)：1。

作为优选的，所述环氧基化碳纳米管的原料配方组成为：羧基化碳纳米管、水和γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷，所述水的质量为羧基化碳纳米管50～100倍，所述γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷的质量为羧基化碳纳米管的5％～10％。

作为优选的，所述聚对苯二甲酸乙二醇酯微粉的目数为500～1000目。

作为优选的，所述润滑剂为石蜡、聚乙烯蜡、硅酮粉中的一种或其组合；所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂168中的一种或其组合。