[发明专利]一种新型导热塑料及其制备方法

说明书

一种新型导热塑料及其制备方法，属于材料技术领域。该导热塑料由树脂、石墨烯和导热增韧填料组成，所述的树脂、石墨烯和导热增韧填料的质量百分比含量为：树脂2～70%、石墨烯0.0001～10%、导热增韧填料20～95%。本发明得到的新型导热塑料生产成本低且能兼顾导热和绝缘性能高。

技术领域

本发明属于材料技术领域，具体涉及一种新型导热塑料及其制备方法。

背景技术

LED作为一种新型节能光源产品，具有节能环保、体积小、发光色温友好、寿命长等优点，在生产和生活的各个领域得到了广泛应用。LED 的出光效率及寿命与芯片的工作温度具有直接的关系，如果不能有效散热，会使LED 内部温度升高，导致LED的发光效率降低，直接影响LED芯片的寿命，因此散热是大功率LED应用关键所在。由于塑料在设计自由度高、易成型加工、质量轻和成本低等方面的优点，人们将塑料应用到LED行业的灯具制造中，然而大多数塑料的导热系数很小，影响它们的应用。提高塑料导热性的途径：一是合成材料本身就是具有较高导热性的树脂基体，如具有良好导热性能的聚苯胺、聚吡咯等，但此类材料存在价格昂贵的问题；二是采用具有高导热填料填充塑料来实现，通常采用的填料有金属粉末填料如铝粉、铜粉等，金属氧化物填料如氧化铝、氧化铋、氧化铍、氧化镁和氧化锌等，无机非金属填料如石墨、碳化硅、玻璃纤维等，如以金属氧化物、碳化硅等绝缘填料作为填料，制得产品的导热系数在2～4 W/m·K 之间(ZL200510101700.0)。但目前，大部分导热塑料导热性能不够高，机械性能不稳定，或者导热性能尚可但稳定性不好，价格偏高等问题仍然困扰着LED 照明制造企业。近年来，人们发现石墨烯是一种由碳原子按照六边形排布并相互连接而成的特殊二维材料，具有高导电性、超高机械强度、超大比表面积、极高热导率、高透明性等极其优异的综合物理性能，可以被用来制备高灵敏度传感器、触摸显示屏、超级电池及高效太阳能电池等多种新型器件，在电子、航天军工、新能源等各种领域具有重要应用价值。因而，运用石墨烯的极高热导率和超强机械强度等优异性能来改善导热塑料性能成为近来人们关注的热点，但石墨烯本身的高成本和在导热塑料产品中的用法尚缺少研究限制了石墨烯在导热塑料领域的广泛应用。

随着LED 照明应用迅猛发展，并走向大众消费者，灯具产品的自动化规模生产、成本控制、安全性、轻量化等要求也日益提高，导热塑料的市场需求量也逐年增加。因此，寻求一种能将石墨烯运用起来且能兼顾生产成本低、导热和绝缘性能高的新型导热塑料生产技术具有很大的商业价值。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于设计提供一种运用石墨烯来获得生产成本低且能兼顾导热和绝缘性能高的新型导热塑料及其制备方法的技术方案。

所述的一种新型导热塑料，其特征在于该导热塑料由树脂、石墨烯和导热增韧填料组成，所述的树脂、石墨烯和导热增韧填料的质量百分比含量为：

树脂2～70%

石墨烯0.0001～10%

导热增韧填料20～95%；

所述的树脂为聚酰胺、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚甲醛、聚苯醚、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯、聚丙烯、聚苯硫醚、聚砜、聚乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚四氟乙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯中的一种或任意几种的混合物；

所述的导热增韧填料为石英、云母、透辉石、硅灰石、闪石、方解石、铝矾土、长石、重晶石、蛇纹石、石灰石、石膏、霞石、滑石、萤石、白榴石、白云石、大理石、莫来石、高岭石中的一种或任意几种的混合物。

所述的一种新型导热塑料，其特征在于所述的树脂、石墨烯和导热增韧填料的质量百分比含量为：

树脂5～65%

石墨烯0.001～8%

导热增韧填料30～91%。