[发明专利]碳化硅和/或氮化铝接枝聚苯硫醚树脂及其合成方法

说明书

本发明涉及一种碳化硅和/或氮化铝接枝聚苯硫醚树脂及其合成方法，主要由硫化钠、对二氯苯和氯化锂缩聚，再接枝碳化硅和/或氮化铝反应制得。本发明的碳化硅和/或氮化铝接枝聚苯硫醚树脂具有高导热、耐高温的性能，该聚苯硫醚树脂的导热系数是普通共混方法制备的聚苯硫醚树脂的2倍左右，冲击强度是普通共混方法制备的导热聚苯硫醚树脂的1.2～1.5倍，可广泛使用于LED灯及其它照明产品上。

技术领域

本发明属于高分子材料合成领域，特别涉及一种碳化硅和/或氮化铝接枝聚苯硫醚树脂及其合成方法。

背景技术

聚苯硫醚(简称PPS)是一种热塑性结晶树脂，具有机械性能高、耐高温、耐辐射、耐疲劳、耐化学性、尺寸稳定等一系列优点，可与无机填料增强纤维复合制成PPS特种工程塑料，广泛应用于电子电器，汽车，精密机械，化工机械，航天航空，电子照明等各个领域。其中电子照明行业，由于环保的要求，已广泛使用LED灯来代替普通节能灯和白灯，为了降低LED灯的成本，普遍使用高导热耐高温塑料来代替部分金属件。现阶段的高导热耐高温塑料一般用普通的PPS树脂加入导热粉体(碳化硅，氢氧化铝等)，通过双螺杆挤出机用物理方法混合，以达到以上目的，虽然有一定的效果，但是其缺点也是显而易见的：(1)高分子树脂经过双螺杆挤出混合，分子量降低很多，做出产品强度低。(2)在物理混合的过程中，导热材料(碳化硅、氮化铝、氢氧化铝)和高分子树脂是没有结合的，只是简单的分散，因而导热效果不理想。

本分明的主要目的就是克服双螺杆挤出机物理改性的以上两个缺点。用这种方法制备的高导热耐高温PPS，其导热系数是普通物理改性的二倍(以同样的导热剂比例算)机械强度是普通物理改性的1.2倍。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种高导热碳化硅和/或氮化铝接枝聚苯硫醚复合材料及其合成方法，以解决上述现有技术问题中的至少一个。

根据本发明的一个方面，提供了一种碳化硅和/或氮化铝接枝聚苯硫醚树脂，主要由硫化钠、对二氯苯和氯化锂缩聚，再接枝碳化硅和/或氮化铝反应制得。

本发明的碳化硅和/或氮化铝接枝聚苯硫醚树脂具有高导热、耐高温的性能，该聚苯硫醚树脂的导热系数是普通共混方法制备的聚苯硫醚树脂的2倍左右，冲击强度是普通共混方法制备的导热聚苯硫醚树脂的1.2～1.5倍。

在一些实施方式中，以摩尔比计，硫化钠1、对二氯苯1～1.02、氯化锂0.05～0.1、碳化硅0.01～0.1、氮化铝0.01～0.1。

在一些实施方式中，碳化硅为纳米碳化硅，氮化铝为纳米氮化铝。

本发明的另一个目的是提供一种碳化硅和/或氮化铝接枝聚苯硫醚树脂的合成方法。该合成方法包括以下步骤：

步骤(1)聚苯硫醚的缩聚反应过程：将NMP溶剂、硫化钠、对二氯苯和氯化锂加入第一反应釜中，升温至200～220℃，反应3～4小时，完成缩聚反应。

步骤(2)碳化硅和/或氮化铝的表面有机化包覆处理过程：将碳化硅和偶联剂搅拌处理，和/或，将氮化铝和偶联剂搅拌处理。

步骤(3)聚苯硫醚与碳化硅和/或氮化铝的接枝过程，以及聚苯硫醚的扩链过程：将经过步骤(2)处理过的碳化硅和/或氮化铝加入第一反应釜中，再加入氯化锂，将反应釜温度升至250～260℃后，反应1.5～2.5小时。

步骤(4)出料和洗涤过程：将步骤(3)反应完成后的产物固液分离，固体为碳化硅和/或氮化铝接枝聚苯硫醚树脂。

步骤(5)聚合物的热交联过程：将步骤(4)的产物放入双螺杆挤出机中挤出造粒。可以提高材料的分子量，使合成后的树脂分子交联更好，具有更好的强度。

在一些实施方式中，其中，在步骤(1)中的缩聚反应过程，加料前先用氮气将反应釜内的空气置换，加料完成后，升温速度为5℃/分钟，搅拌速度为220～240转/分钟。