[发明专利]一种聚酰胺复合碳化硅散热材料、制备方法及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及散热材料技术领域，尤其涉及一种聚酰胺复合碳化硅散热材料及其制备方法。

背景技术

由于聚合物材料具有来源广泛、成本低廉、易加工成型等优势，使其得到广泛的应用，但一般聚合物材料由于传热与绝缘性能不佳，限制了其在电子元器件散热、化工电工传热、光电封装行业、航天航空、风力发电和其它领域等的应用。特别是越来越多的聚合物材料投入LED产品的生产，较低的导热性能导致聚合物材料无法进一步应用于制作发热量较大的或大功率LED照明产品的散热器套件。目前，提高聚合物材料的导热性能主要有以下两种方式：一是合成具有高导热系数的本征聚合物，如聚乙炔、聚吡咯等，其导热机理同高分子材料导电机理一样是通过电子转移来实现热量的传递；二是添加高导热无机填料进行填充制备复合材料。导热高聚物虽然具有良好的导热性能，但是受制于成本、生产工艺，难以实现规模化，从而采用无机物填充来提高聚合物的导热系数是目前常用的方式。

聚酰胺(Polyamide，简称PA)俗称尼龙，是分子链上含有重复酰胺基团-(NHCO)-的一类热塑性树脂总称，由于其具有优良的热稳定性、绝缘性和物理机械性能，广泛应用于汽车工业、机械仪表、电子机械等行业。随着社会的发展，人们对材料的性能提出的越来越高的要求，现有的聚酰胺材料其导热、散热性和阻燃性已不能满足社会的要求，需要进行改性。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种聚酰胺复合碳化硅散热材料、制备方法及其应用，所得散热材料具有极高的热导率，且高绝缘，高强度，热膨胀系数低，耐高低温老化不开裂不变色，综合性能好，使用寿命长。

本发明提出的一种聚酰胺复合碳化硅散热材料，其原料按重量百分比包括：

聚酰胺40-55%

碳化硅10-20%

聚苯胺8-12%

颜填料15-30%

助剂1-3%

硅烷偶联剂1-5%

阻燃剂2-8%

上述各组分之和为100%。

优选地，所述聚酰胺的粘度≥3.8Pa.s。

优选地，所述聚酰胺复合碳化硅散热材料，其原料按重量百分比包括：

聚酰胺48%

碳化硅18%

聚苯胺10%

颜填料20%

助剂1%

硅烷偶联剂1%

阻燃剂2%。

优选地，所述聚酰胺复合碳化硅散热材料，所述颜填料为石墨、氧化石墨烯、凹凸棒土、纳米二氧化钛、四针状氧化锌晶须、氢氧化镁、氧化铜、硫酸钡晶须中的一种或者多种的组合。

优选地，所述聚酰胺复合碳化硅散热材料，所述助剂其原料按质量分数包括：

水溶性硅酸盐30-50%

双马来酰亚胺20-40%

硬脂酸镧15-20%

抗氧剂1-5%

紫外线吸收剂3-5%

环氧树脂10-20%。

上述各组分之和为100%。

优选地，所述聚酰胺复合碳化硅散热材料，所述助剂其原料按质量分数包括：

水溶性硅酸盐40%

双马来酰亚胺27%

硬脂酸镧16%

抗氧剂3%

紫外线吸收剂4%

环氧树脂10%。

优选地，所述聚酰胺复合碳化硅散热材料，所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂和亚磷酸酯类抗氧剂中的一种或者两种的组合。

优选地，所述聚酰胺复合碳化硅散热材料，所述阻燃剂为硼酸锌、十溴二苯乙烷、微胶囊化红磷、氧化铝中的一种或者多种的组合。

本发明提出的一种所述聚酰胺复合碳化硅散热材料的制备方法，包括如下步骤：

S1、将聚酰胺和聚苯胺混合均匀，然后在30-45℃下干燥1-2h，加入剩余的原料后分散1-2h得到混合物；

S2、将混合物加入高低温设备共混30-40min，其中共混温度为180-200℃，破碎后得到散热母料；

S3、将母料加入双螺杆挤出机进行熔融、剪切、共混、压缩、混炼、抽真空、牵引、冷却、切粒得到聚酰胺复合碳化硅散热材料，其中所述双螺杆挤出机的料筒后部的温度为220-240℃、料筒中部的温度为250-270℃、料筒前部的温度为265-270℃、喷嘴温度为280-290℃；螺杆转速为200-300r/min；喂料器转速为150-200r/min。