[发明专利]一种类铝线性膨胀系数的导热复合材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种类铝线性膨胀系数的导热复合材料及其制备方法，按重量份数计，原料中各组分及其含量为：PA6 20～45份，聚丙烯1～3份，支链化剂0.5～3份，导热填料35～55份，玻璃纤维10～30份；其中，PA6的熔点为215～220℃，聚丙烯的熔点为139～145℃，支链化剂为乙烯与马来酸酐的交替共聚产物；制备方法为：按配方比将除玻璃纤维以外的组分混合得到混合物后，将混合物从主喂料口喂入双螺杆挤出机中，同时将玻璃纤维从侧喂料口喂入双螺杆挤出机中，经熔融挤出制得类铝线性膨胀系数的导热复合材料。本发明的制备方法简单高效，成本较低；制得的导热复合材料具有良好的机械强度和优异的导热性，应用前景广阔。

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，涉及一种类铝线性膨胀系数的导热复合材料及其制备方法。

背景技术

铝是一种导热性能优异的金属材料，但是金属铝由于自身导电，加工成型成本昂贵，在一些复杂部件和绝缘性要求较高的应用领域受到限制。目前在高分子材料领域中，用塑料替代金属的应用不断扩大，但金属优异的导热性是普通塑料所不具备的。而目前在民用电子电器、玩具、通讯、线缆、军工等许多领域，都涉及到需要具有一定导热或散热功能的零件，同时需要有较高的机械强度和一定的耐温能力。

现有技术中，一般是通过在树脂基体中添加具有高导热率的填料来提升材料的导热性能，但其强度和导热性能与金属铝仍有很大的差距，将导热填料与金属铝相结合，进行金属嵌件注塑来改善其性能是目前比较高效的一种通用做法，但实际操作过程中，由于金属铝与热塑性树脂热膨胀系数相差较大，加上导热填料填充量大，塑料延展性差，在进行高低温循环环境中，容易出现金属与塑料脱离、应力开裂等问题，大大影响产品的良品率，实际使用受到极大影响。

因此，研究一种类铝线性膨胀系数的导热复合材料来替代金属铝具有十分重要的意义。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术中的上述问题，提供一种类铝线性膨胀系数的导热复合材料及其制备方法。

为达到上述目的，本发明采用的方案如下：

一种类铝线性膨胀系数的导热复合材料，按重量份数计，原料中各组分及其含量为：PA6 20～45份，聚丙烯1～3份，支链化剂0.5～3份，导热填料35～55份，玻璃纤维10～30份；其中，PA6的熔点为215～220℃，聚丙烯的熔点为139～145℃，支链化剂为摩尔比为1:1.0～1.5的乙烯与马来酸酐的交替共聚产物，分子量为60000～140000。

本发明的导热复合材料特别适用于要求导热且与金属铝有较好结合能力的结构部件中，本发明通过改变PA6分子链的运动能力有效降低了金属铝与PA6基复合材料的线性膨胀系数差异，解决了在高低温循环环境中PA6基复合材料容易与金属铝脱离的问题。PA6基复合材料的线性膨胀系数和PA6的结晶性能有一定关系，而结晶性能通俗的说就是分子的运动能力，本发明通过将PA6分子链的运动能力控制在特定范围内以实现将PA6基复合材料的线性膨胀系数控制在于金属铝相同或接近的水平，现有技术大多是通过矿物填充比例调整调控聚合物的线性膨胀系数，但是效果不明显，尚未能解决本发明所要解决的技术问题，本发明主要从以下两方面入手控制PA6分子链的运动能力：

一方面，本发明在PA6中加入了少量的与其不相容的聚丙烯(现有技术未见在聚合物中引入不相容材料的报道，因为通常加入不相容的物质后复合材料的性能是降低的)，改变了PA6的结晶行为，产生界面排斥作用，PA6与填料间的间隙变小，高低温作用下，PA6分子链的运动能力减弱，本发明将PA6的熔点控制在215～220℃，聚丙烯的熔点为139～145℃，以减少PA6与聚丙烯的熔融温度差，同时控制聚丙烯的添加量在较低范围内，否则会导致复合材料的性能显著降低；