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CN1318508C - 注射成型的导热绝缘塑料 - Google Patents

注射成型的导热绝缘塑料 Download PDF

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CN1318508C
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林晓丹
曾幸荣
徐迎宾
刘芳
张贞祥
张金柱
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KEYUAN ENTERPRISE CO Ltd HUADU DISTRICT GUANGZHOU CITY
South China University of Technology SCUT
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Abstract

本发明涉及一种注射成型的绝缘导热塑料，由塑料基体、填料、偶联剂、润滑剂制备而成。各组分的重量份数用量如下：塑料基体100份、20-500微米大粒径导热绝缘填料100-400份、0.5-5微米小粒径导热绝缘填料0-300份、偶联剂0-5份、润滑剂0-5份。该配方制备的塑料具有较高的导热性能和良好的加工性能。

Description

注射成型的导热绝缘塑料
技术领域
本发明涉及一种用于传热和散热的注射成型的导热绝缘塑料。
背景技术
在散热工业中传统的金属材料，因其通常非常笨重，机械加工成本高，制品的几何形状受到很大限制，并且易被腐蚀和导电而越来越多地被容易成型加工的导热塑料替代。
在已有技术中，有使用粒状材料如氮化硼颗粒填充的聚合物基体，以及薄片状填料填充的聚合物基体。其中以薄片状，高长径比(5∶1-10∶1)填充的塑料具有较好的导热性能(ZL 99815810.0)。然而，符合要求的填料成本高昂，而且难以获得。本发明采用市场容易获得的廉价的绝缘导热填料，通过高填充率达到高导热率，同时通过添加润滑剂保证这种导热绝缘塑料具有可注射加工性能。
发明内容
本发明的目的在于提供一种以大颗粒导热填料为主要填料的注射成型的导热绝缘塑料。
本发明的注射成型的导热绝缘塑料，由塑料基体、填料、偶联剂、润滑剂制成，各组分的重量份数用量如下：
塑料基体                        100份
20-500微米大粒径导热绝缘填料    100-400份
0.5-5微米小粒径导热绝缘填料     0-300份
偶联剂                          0-5份
润滑剂                          0-5份。
所述注射成型是塑料的通用制造方法。例如包括如下步骤：
(1)将填料加到高速混合机中；
(2)加入偶联剂；
(3)将上述组分混合均匀；
(4)加入润滑剂和塑料基体，并混合均匀；
通过挤出机挤出造粒，制得注射成型的导热绝缘塑料。
本发明的优选方案如下：
所述大粒径绝缘导热填料200-300份、小粒径绝缘导热填料50-200份、偶联剂0.1-2份、润滑剂0.1-2份。
所述塑料基体是聚苯硫醚(PPS)、PA、PBT、PP或ABS中的一种或一种以上混合物。
所述导热绝缘填料为氧化镁(MgO)、氧化铝(Al2O3)、碳化硅(SiC)中的一种或一种以上混合物。
所述偶联剂是硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂或铝酸酯偶联剂。
所述润滑剂是硬酯酸酰胺、硬酯酸盐、低分子聚合物液晶、氮化硼(BN)或二硫化钼(MoS2)。
本发明与现有技术相比具有如下优点：
(1)采用大颗粒的导热粉体增大填充量，复配细颗粒导热粉体增加导热网络的联通以及添加润滑剂保证一定的可注射流动性。
(2)具有较高的导热性能和良好的加工性能，价格低廉。
具体实施方式
实施例1
原料配方(公斤)
聚苯硫醚           100
20微米氧化镁       400
5微米氧化铝    300
硅烷偶联剂     5
硬酯酸酰胺     5。
在高速混合机中加入氧化镁和氧化铝，然后加入硅烷偶联剂和硬酯酸酰胺，接着高速混合均匀。再加入聚苯硫醚，混合均匀后，加到双螺杆挤出机中，在280℃左右挤出造粒，得可注射成型导热绝缘塑料，注射压力为10MPa，注射时间为30秒。
将该塑料通过注射成型制得导热塑料制件，该导热塑料制件50℃时热扩散系数为：0.757mm2/s，换算成导热率是：1.967W/m·K。室温下体积电阻率是1.52E+13欧姆·厘米。拉伸强度为：41.4MPa，弯曲强度：70.61MPa，弯曲模量：6.62GPa，缺口冲击强度为：3.3KJ/m2，非缺口冲击强度：5.9KJ/m2。
实施例2
原料配方(公斤)
PP               50
ABS              50
500微米氧化镁    100
0.5微米氧化镁    200
钛酸酯偶联剂     2
二硫化钼         2。
在高速混合机中加入氧化镁，然后加入钛酸酯偶联剂，接着高速混合均匀。再加入二硫化钼50克、PP和ABS，混合均匀后，加到双螺杆挤出机中，在280℃左右挤出造粒，得可注射成型导热绝缘塑料，注射压力为100MPa，注射时间为1秒。
将该塑料注射成型得导热塑料制件。该导热塑料制件50℃时热扩散系数为：1.092mm2/s，换算成导热率是：2.838W/m·K。
实施例3
原料配方(公斤)
PA               100
200微米氧化镁    200
1.5微米碳化硅    50
铝酸酯偶联剂     0.1
硬酯酸镁         0.1
在高速混合机中加入氧化镁和碳化硅，然后加入铝酸酯偶联剂，接着高速混合均匀。再加入PA，再混合均匀后，加到双螺杆挤出机中，在280～300℃挤出造粒，得可注射成型导热绝缘塑料。注射压力为50MPa，注射时间为15秒。
将该塑料在300℃塑化后注射于150℃的模具中得导热塑料制件。该导热塑料制件50℃时热扩散系数为：0.994mm2/s，换算成导热率是：2.480W/m·K。室温下体积电阻率是9.08E+12欧姆·厘米。
实施例4
原料配方(公斤)
PBT              50
PP               50
200微米氧化镁    300
在高速混合机中加入氧化镁，接着高速混合均匀。再加入PP和PBT，再混合均匀后，加到双螺杆挤出机中，在280～300℃挤出造粒，得可注射成型导热绝缘塑料。注射压力为70MPa，注射时间为5秒。
将该塑料在300℃塑化后注射于150℃的模具中得导热塑料制件。该导热塑料制件50℃时热扩散系数为：1.322mm2/s，换算成导热率是：3.469W/m·K。室温下体积电阻率是8.13E+12欧姆·厘米。

Claims (6)

1、一种注射成型的导热绝缘塑料，其特征在于由塑料基体、填料、偶联剂、润滑剂制成，各组分的重量份数用量如下：
塑料基体                      100份
20-500微米大粒径绝缘导热填料  100-400份
0.5-5微米小粒径绝缘导热填料   0-300份
偶联剂                        0-5份
润滑剂                        0-5份。
2、根据权利要求1所述注射成型的导热绝缘塑料，其特征在于所述大粒径绝缘导热填料200-300份、小粒径绝缘导热填料50-200份、偶联剂0.1-2份、润滑剂0.1-2份。
3、根据权利要求1或2所述注射成型的导热绝缘塑料，其特征在于所述塑料基体是聚苯硫醚、PA、PBT、PP或ABS中的一种或一种以上混合物。
4、根据权利要求3所述注射成型的导热绝缘塑料，其特征在于所述填料为氧化镁、氧化铝、碳化硅中的一种或一种以上混合物。
5、根据权利要求4所述注射成型的导热绝缘塑料，其特征在于所述偶联剂是硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂或铝酸酯偶联剂。
6、根据权利要求5所述注射成型的导热绝缘塑料，其特征在于所述润滑剂是硬酯酸酰胺、硬酯酸盐、低分子聚合物液晶、氮化硼或二硫化钼。
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