[发明专利]一种绝缘导热PPS复合材料及其制备方法

说明书

本发明揭示了一种绝缘导热PPS复合材料及其制备方法，该PPS复合材料以80～100份PPS树脂颗粒为基体原料，以30～80份同形态的PTT树脂颗粒配合增加导热无机材料添加含量，并与BaSO₄、SiC、AlN、BN和分散相容剂混合成型为复材颗粒。将均匀混合的原料喂入双螺杆挤出机中，设定加工工艺温度245～310℃、螺杆转速为300～500rpm进行熔融、混合均化并挤出熔体细流转入自动输送网带机，经冷却固化成型PPS复合材料，并通过切粒机制备颗粒。应用本发明PPS复合材料及其制法，通过引入PPT材料改善了填充导热组分的阈值，同时通过不同形态导热组分优化比例组合，形成了紧密交织状的导热网络，提升了导热性能和力学强度。

技术领域

本发明涉及一种绝缘导热材料，尤其涉及一种提升导热系数，绝缘和力学性能的PPS复合材料及其制备方法。

背景技术

随着化工、能源、采暖换热工程、电子信息、电气工程、航空航天等领域对材料提出了导热耐腐蚀和导热绝缘等应用要求,随着LED、换热器、5G通讯、新能源等行业的兴起，在“轻量化”、“以塑代钢”的发展趋势下，已有的金属材料等难以满足这一方面的使用条件，而因此，聚合物基导热功能复合材料逐渐成为国内外市场和发展的热点，导热塑料受到越来越多的关注。但是与金属和金属氧化物相比，高分子材料的热导率比较低，一般不超过0.35，而金属的热导率高达几十乃至几百，因此需要对高分子进行改性。导热塑料是利用导热填料对高分子基体材料进行均匀填充，以提高其导热性能。由于具有高导热系数的结构聚合物价格昂贵、工艺不成熟等因素，制备填充型的导热聚合物是目前广泛采用的方法。

导热塑料主要成分包括基体材料和填料。常用的基体材料包括PA6、PA66、PA12、PA46、LCP、TPE、PC、PP、PPA、PPS、PEEK等。填充材料有铜、铝等金属粉末，氧化铝、氧化铍等金属氧化物，氮化铝、氮化硼等氮化物，石墨、炭黑以及碳纤维等无机非金属。

目前，现有的导热改性技术主要有两种：一种是绝缘导热，通过添加金属氧化物Al₂O₃、MgO、SiO₂，金属氮化物AlN、Si₃N₄、BN及SiC、B₄C₃等。由于填料粒子属于非导电粒子，从而导致塑料绝缘。这一类导热塑料的导热系数并不高，一般为1.5W/m.k左右。另一种导电导热塑料，其中填料包括金属粉、纤维、石墨、碳纤维、CNT、石墨烯等，由于这一类填料属于导电粒子，因此其对应的导热塑料也是导电的。这一类导热塑料的导热系数较高，一般能做到5.0W/m.k以上。这两种材料的基体材料主要以尼龙（PA）、聚丙烯（PP）、聚酯（PBT）等通用塑料为主，而特种塑料PPS的导热改性较少。

目前，现有绝缘导热PPS材料的导热系数较低，一般不超过1.5W/m.k，而且力学性能较差，难以生产加工，难以广泛推广应用。

发明内容

本发明的目的旨在提出一种绝缘导热PPS复合材料及其制备方法，解决提升PPS材料导热系数的问题。

本发明实现上述一个目的的技术解决方案是，一种绝缘导热PPS复合材料，其特征在于：以80～100份PPS树脂颗粒为基体原料，以30～80份同形态的PTT树脂颗粒配合增加导热无机材料添加含量，并与BaSO₄、SiC、AlN、BN和分散相容剂混合成型为复材颗粒。

进一步地，所述BaSO₄为晶须形态，且组分含量为10～50份。

进一步地，所述SiC为粉末形态，且组分含量为30～80份。

进一步地，所述AlN为片层形态，且组分含量为20～60份。

进一步地，所述BN为纤维形态，且组分含量为10～40份。