[发明专利]聚酰胺/聚丙烯合金导热复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种聚酰胺/聚丙烯合金导热复合材料及其制备方法。

背景技术

聚酰胺由于分子内含有酰胺键，因此是一种极性聚合物，并且有较高的结晶度；聚丙烯只含有碳氢两种元素，分子内仅有碳碳单键和碳氢单键，是一种典型的低极性聚合物，其分子结构规整，结晶度较高。聚酰胺和聚丙烯由于极性差距大，二者通过简单的熔融共混，形成的是不相容体系，因此通常需要加入适当的相容剂，以改善相容性，提高其综合性能。

由于聚合物材料相比于金属材料在耐化学腐蚀、成型加工、绝缘性好以及质轻等方面的优势，可以替代金属材料在换热工程、 采暖工程、电子信息工程、LED灯等方面的实际应用，因而开发具有良好导热性能的新型高分子材料，成为目前导热材料的重要发展方向。尤其是近年来，对于节能环保的要求提高，LED灯的迅猛发展亟待一款综合性能优异的导热塑料来满足其要求。

实现聚合物导热的途径有两种：一是合成具有高热导率的本征导热型聚合物。如聚乙炔、聚苯胺、聚吡咯等导电聚合物就具有良好导热性能，通过对材料进行掺杂， 可以通过电子导热机制实现导热；又如具有完整结晶性的高度结晶聚合物， 可以通过声子实现导热。二是用高导热无机物填充聚合物制备无机物/ 聚合物导热复合材料，如石墨、氮化铝填充高密度聚乙烯制备导热复合塑料。一般而言，本征型导热高分子制备工艺繁琐、难度大、成本高，目前应用较少；而填充型成型加工相对容易，成本低，热导率高，可进行工业化生产，是目前制备导热高分子的主要方法。然而目前大多数导热效果较好的塑料都是添加了较高比重的无机填充物，容易导致材料的力学性能下降严重，因此急需一种在较低填充下有较好的导热效果的材料。

针对填充型导热聚合物复合材料热导率低的情况，国内外学者做了大量的研究。现在常用的方法是添加导热填料以达到提高聚合物基热导率的目的，但都很难做到热导率、力学性能、加工性能、电绝缘性能和耐磨性能都很优异，多数只能做到其中一个或两个性能上的优异。

专利CN 1290594A聚酰胺/聚丙烯合金的制备方法中用一种不含有双键的聚烯烃弹性体接枝马来酸酐改善聚酰胺与聚丙烯的相容性，使两相完全相容，提高了合金的多项性能，但未涉及到部分相容体系及热导率的测定。

专利102850780A介绍了一种导热聚酰胺复合材料及其制备方法，利用导热碳化硅、导热氧化铝、导热石墨或导热氮化铝对聚酰胺进行复合填充，当导热碳化硅填充量为58.2%时，导热系数为1.1 W/m·K，填充比例达到70%以上，得到较高的导热系数，为4.1 W/m·K，但是其填充量大，造成力学性能的下降以及加工困难。

发明内容

本发明的目的之一在于克服现有技术中的不足，提供一种低填充但具有较高导热系数的复合材料

本发明的目的之二在于提供该复合材料的制备方法。

为实现上述目的，本发明采用如下机理：本发明利用极性的聚酰胺与非极性的聚丙烯来形成分散的两相，通过加入一定量的相容剂，使两相部分相容；同时，利用两相间的粘度差异使导热填料分布在两相界面之间或者分布在一相之内，使填料在聚合物合金体系中更容易形成导热通路；另外利用不同粒径的石墨填料在基体中形成更紧密的搭接，来有效提高其导热性能。

根据上述机理，本发明采取的技术方案：

一种聚酰胺/聚丙烯合金导热复合材料，其特征在于该复合材料的组成及其质量百分比含量如下：

       聚酰胺                       42~63%；           聚丙烯                       7~28%；

       相容剂                       1~7%；               抗氧剂                       0.2~0.5%；

       润滑剂                       0.2~0.5%；         导热填料                   30%；

       以上各组分的质量百分比之和为100%。

上述聚酰胺为PA6或PA66。

上述PA熔体熔融指数为15.0~25.0 g/10min(235℃，2.16KG)；所述 PP熔体熔融指数为2.0~50 g/10min(190℃，2.16KG)。