[发明专利]一种石墨烯与金属纤维改性PA/ABS导热材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种石墨烯与金属纤维改性PA/ABS导热材料及其制备方法，所述合金材料由如下按质量份数组成：所述合金材料由如下按质量份数组成：PA 100份、ABS 40‑100份、MAH‑g‑ABS 5‑20份、石墨烯1‑20份、金属纤维1‑20份、硬脂酸0.5‑2。该方法制备的PA/ABS合金材料减少了石墨烯用量，降低了成本，制备的材料导热系数高过5W/m·k，表面电阻低于10⁷Ω，拉伸强度高于75MPa，冲击强度高于90KJ/m²，能够满足高导热、抗静电、高性能领域的使用要求。

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，特别是涉及一种石墨烯与金属纤维改性PA/ABS导热材料及其制备方法。

背景技术

随着电路板大规模集成化与微封装技术的发展，电子元器件体积不断缩小，组装密度越来越高，而功率在不断增大，随之发热量也增大，因此散热成为电子工业面临的重要问题。高分子材料有质轻、绝缘、耐腐蚀、加工性能优良、设计自由度大等优点，但导热性能较差，因此研发高导热复合材料成为研究的热点。国内外许多学者采用大量加入导热填料的方法提高高分子材料的导热率，主要方法是增加填料用量，使其彼此之间发生接触，在热流方向上能够构建出类似链状或者网状的导热通路，但增加填料用量往往导致复合材料机械性能严重变差。

聚酰胺/丙烯腈－丁二烯－苯乙烯共聚物( PA /ABS) 合金是由PA与ABS熔融共混得到的一种合金材料，具有PA坚韧、耐磨、耐化学稳定性好等优点，又具有ABS优异的机械性能、热稳定性能、耐化学性能和加工性能等，是一种广泛应用于汽车、电子、机械、仪器仪表等领域的工程塑料,但由于其导热系数低，无法满足高导热领域的要求，限制了其应用发展。

石墨烯是目前世界上已知导热性最佳的材料，导热系数高达5300W/m·k ，且具备二维薄层结构，是一种理想的导热填充材料。由于石墨烯片层在高分子树脂基体中极易发生团聚，含量较低时，难以在高分子树脂基体中构建导热通路，因此为达到一定热导率，必须进行较高含量填充，导致成本上升。

金属纤维（铝纤维、铁纤维、铜纤维），是一种新型导热纤维，直径4-24um,导热系数高达1000W/m·k，韧性好且具有较高的拉伸强度，特殊的纤维状结构极易形成纵向导热链，与石墨烯并用时，石墨烯容易在其表面聚集而形成导热通路，相同用量下，合金导热系数明显提高。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种石墨烯与金属纤维改性PA/ABS导热材料及其制备方法。该方法制备的PA/ABS合金材料导热系数高过5W/m·k，表面电阻低于10⁷Ω，拉伸强度高于75MPa，冲击强度高于90KJ/m²，能够满足高导热、抗静电、高性能领域的使用要求。

本发明所采用的技术方案是：一种石墨烯与金属纤维改性PA/ABS导热材料及其制备方法，所述合金材料由如下按质量份数组成：PA 100份、ABS 40-100份、MAH-g-ABS 5-20份、石墨烯1-20份、金属纤维1-20份、硬脂酸0.5-2。

优选地，所述PA包括PA6、PA66、PA46中的一种或几种。

优选地，所述MAH-g-ABS中马来酸钙接枝率大于1%。

优选地，所述石墨烯厚度小于6.7nm，1-20层碳原子。

优选地，所述金属纤维包括铝纤维、铁纤维、铜纤维中的一种或几种，直径为4-24um的连线纤维。

一种石墨烯与金属纤维改性PA/ABS导热材料及其制备方法包括如下步骤：

按质量份数准确称量物料，PA 100份、ABS 40-100份、MAH-g-ABS 5-20份、石墨烯1-20份、金属纤维1-20份、硬脂酸0.5-2。