[发明专利]一种聚碳酸酯材料及其制备方法和应用

说明书

本发明属于工程塑料技术领域，具体涉及一种聚碳酸酯材料及其制备方法和应用。该材料包括聚碳酸酯、磷酸酯化合物、有机陶瓷，其中，有机陶瓷可以在聚碳酸酯材料中形成导热网链，显著提升材料的导热性能；与此同时，磷酸酯化合物能够充分浸润有机陶瓷填料，辅助有机陶瓷导热网链的形成，进一步提高材料的导热性能。并且，聚碳酸酯、磷酸酯化合物、有机陶瓷三者共同协同作用，使得制备得到的聚碳酸酯材料具有较好的导热性、流动性和力学性能，非常适合用来制备对导热、散热具有较高要求的发热产品的塑料部分。

技术领域

本发明属于工程塑料技术领域。更具体地，涉及一种聚碳酸酯材料及其制备方法和应用。

背景技术

聚碳酸酯(PC)是一种性能优异的工程塑料，机械强度高、耐冲击性好、尺寸稳定、耐热较好、电绝缘性优，具有良好的综合性能，在家电、数码产品等领域均有广泛的应用。对于电子电气行业，比如电子元器件、芯片等电子设备产生的热量会迅速积累和增加，温度过高会导致器件不能正常工作，通常用导热性能良好的金属做散热外壳，但是金属外壳会带来信号屏蔽等问题。为了解决上述问题，导热塑料应运而生，其相比于金属，具有轻质、可塑性强、易加工成型、耐化学腐蚀等特点；同时，导热塑料颜色多样性、综合成本低，能最大限度地满足设计自由度，成为一个良好的替代方案。

目前，导热塑料常采用添加导热填料对高分子基体材料进行均匀填充的方法来提高材料的导热性能。其中，常见的导热填料有导热氧化物(如Al₂O₃、MgO、SiO₂等)、导热氮化物(如AlN、Si₃N₄、BN、SiC、B₄C₃等)等，导热系数越高，塑料的导热性能越好。如中国专利申请CN111087778A公开了一种流动性能改善的导热聚碳酸酯组合物，通过添加经表面处理的II、III、IV主族元素的氧化物、硫化物、氮化物来达到导热的效果。但是该方法采用的填料需要较高的填充量才能达到较好的导热性能，实现高导热率有瓶颈；其次，由于填充量大，会直接降低塑料的冲击性能、加工性能等，影响实际应用；并且，导热填料表面极性较强，在聚合物中难以均匀分散，导致复合材料的黏度增大，难以满足生产流动性要求，同时也大幅降低了其力学性能，极大地限制了材料的应用。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有导热塑料导热率较难提高，冲击性能、加工性能、流动性能降低等缺陷和不足，提供一种导热性、冲击性和流动性较好的聚碳酸酯材料。

本发明的目的是提供所述聚碳酸酯材料的制备方法。

本发明另一目的是提供所述聚碳酸酯材料的应用。

本发明上述目的通过以下技术方案实现：

一种聚碳酸酯材料，包括以下组分及其重量份数：

聚碳酸酯100份、磷酸酯化合物1～5份、有机陶瓷10～40份；

其中，所述有机陶瓷选自硅酸锆陶瓷、磷酸钙陶瓷、硅酸铝陶瓷、铝酸钙陶瓷中的一种或多种。本发明将磷酸酯化合物和有机陶瓷加入至聚碳酸酯中混合制成的聚碳酸酯材料，其中，有机陶瓷之间相互作用在体系中形成类似网状或者链状的导热网链，导热网链的方向与热流方向一致，显著提高导热性能；并且，需要在特定含量范围内才能达到本发明的效果，含量过低形不成网络，含量过高则破坏网络结构，影响导热，降低冲击和流动性。磷酸酯化合物具有良好的浸润效果，能够充分浸润有机陶瓷，调整有机陶瓷与聚碳酸酯基体的结合程度，有利于形成均匀导热网络。

上述两者在聚碳酸酯中通过共同作用提高导热性的同时，还能保证高冲击和高流动性，具有较好的加工性能。

进一步地，所述有机陶瓷的平均粒径为3～10μm。