[发明专利]一种用于塑包铝的高强度聚碳酸酯复合材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种用于塑包铝用途的高强度聚碳酸酯复合材料，其由以下原料制备而成：聚碳酸酯树脂、复合辅助树脂预混料、复合导热增强填料、氮化硼、表面处理的玻璃微珠、有机改性纳米硅藻土微球以及助剂。本发明所制备的复合材料不仅具有优异的力学性能，而且具有高导热性、高阻燃、高热稳定性等优点，适合用于塑包铝尤其是照明领域塑包铝器件的要求。

技术领域

本发明涉及聚碳酸酯复合材料领域，具体涉及具有高散热性、高力学强度的聚碳酸酯复合材料及其制备方法。

背景技术

聚碳酸酯(Polycarbonate)具有高韧性、高强度等物理特点以及高耐热性、绝缘性性能，是一种在照明领域尤其是LED照明领域广泛应用的工程塑料，然而纯的聚碳酸酯材料导热性能差，不能应用于高导热的照明领域。

现有技术中，照明材料的散热问题是困扰行业的一大难题。灯具制品材料中，铝的导热性能较好，塑料绝缘性比较好，但导热性能较差，二者结合则可以各取所长，因此出现了塑包铝复合材料，外层采用导热塑料，内层使用铝材。但是，塑料的导热性能不够优良时，会影响塑料寿命甚至变脆开裂，暴露内部导电铝件，造成安全隐患。

为了改善聚碳酸酯的性能，通常做法是在树脂基体中添加增强填料、导热填料等改性剂。例如添加金属化合物、石墨、氮化硼等。CN 106189165公开了一种高导热绝缘六方氮化硼/聚碳酸酯复合材料的制备方法，包括以下骤：将六方氮化硼与蒸馏水加入到反应器中，然后滴加阳离子聚甲基丙烯酰胺溶液，并搅拌反应，经微孔滤膜抽滤后，将固体残留物干燥，得到阳离子聚甲基丙烯酰胺改性的六方氮化硼，将其与聚碳酸酯在转矩流变仪中熔融共混，最后得到高导热绝缘六方氮化硼/聚碳酸酯复合材料。

尽管该发明申请通过对氮化硼进行改性实现了热导率的一定提高，最高可达0.73W/(m·K)，提高效果并不显著；且需要高的填充量(20％)才能实现，无法实现较低填充量下的较高热导率，而且改性氮化硼的高含量也增加了材料成本。

另外一种改性方式是采用复合树脂，例如PC/ABS复合材料，具有高抗冲击强度，热变形温度较高，热稳定性好，降低了高低温冲击开裂的可能。但是PC/ABS复合材料仍然存在低温韧性不足、力学强度不够以及导热性不好的缺陷。

CN 105542424 A公开了一种LED灯罩用阻燃高透光耐候聚碳酸酯复合材料及制备方法，由原料聚碳酸酯、共聚有机硅氧烷微球、有机化纳米蒙脱土、耐候剂和相容剂制备而成。但是所制得的LED灯罩尽管具有高透光性、高阻燃优点，但是力学性能与导热性、热稳定性性能不足，不利于广泛应用。

CN 107955150公开了一种有机合成型阻燃聚碳酸酯材料及其制备方法，将二氧化硅通过有机反应与碳酸酯单体形成交联，然后通过聚合反应，将二氧化硅有效的分散到聚合物基体中，有效的降低了团聚，提高了成品材料的稳定性强度。但是该发明制备的材料尽管具有很好的防火阻燃性能，但是缺乏优良的热力学性能，不能用于塑包铝制件。

因此，现有技术中缺乏适用于塑包铝用途的、导热性能和力学性能优异的聚碳酸酯复合材料。

发明内容

为了克服现有技术中的上述缺陷，本发明首要目的在于提供一种可用于塑包铝行业的热导率高、机械强度优良且绝缘性能优良的聚碳酸酯复合材料制备方法。

本发明的另一目的在于提供由上述制备方法得到的聚碳酸酯复合材料及在塑包铝行业中的用途；该复合材料在具有高强度力学性能的基础上，还具有优良的导热性、热稳定性等特性。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下。

本发明一个方面，提供一种用于塑包铝的高强度聚碳酸酯复合材料，其由以下重量份的原料制备而成：聚碳酸酯树脂60-70份、复合辅助树脂预混料30-40份、复合导热增强填料25-35份、氮化硼10-20份、表面处理的玻璃微珠2-3份、有机改性纳米硅藻土微球1-3份，以及助剂0-2份。