[发明专利]一种氮化硅增强的绝缘导热PC复合材料及其应用

说明书

本发明涉及聚碳酸酯技术领域，具体涉及一种氮化硅增强的绝缘导热PC复合材料及其应用，PC复合材料包括PC、复合增强体、无卤阻燃剂、光稳定剂、抗氧化剂和润滑剂，所述复合增强体由10‑20份氮化硅纤维、10‑20份碳纤维和20份PC组成。本发明以氮化硅纤维和碳纤维相互缠绕作为骨架，形成具有大量空隙的三维空间结构，该三维骨架可以有效传递冲击载荷，从而提高PC复合材料的抗冲击强度，并且该骨架可以在PC基体中形成稳定的导热通路，从而显著地提升复合材料的导热性能；此后通过溶剂再生的方式，使PC填充于氮化硅纤维和碳纤维的骨架内，避免骨架空隙过多从而达不到增强的作用，利于形成性能稳定的PC复合材料。

技术领域

本发明涉及聚碳酸酯技术领域，具体涉及一种氮化硅增强的绝缘导热PC复合材料及其应用。

背景技术

随着电子信息科学技术和印制电路板高密度组装技术的快速发展，电子元器件和电子电路的体积不断地缩小，而功率密度与性能则不断地提高，导致电子设备所产生的热量也不断地积累。如果不能迅速地将这些积聚的热量扩散出去，那么将制约设备的工作效率并缩短使用寿命。因此，为了保障电子设备的工作效率及使用寿命，需采用能将热量快速扩散出去的高导热性能聚合物材料。

聚碳酸酯(PC)是一种综合性能优良的热塑性树脂，不仅具有优异的电绝缘性、耐热性、尺寸稳定性、高抗冲击强度，而且还具有自熄、阻燃等性能，是航天航空、电子电器等领域的重要材料。然而，聚碳酸酯的粘度大、流动性差、导热性能不佳，并且在加入填料后更是难以加工成型，这些都限制了其进一步的应用。并且为了提高聚碳酸酯的导热性，需要加入大量的导热填料在基体中形成导热通路，一般相对聚碳酸酯的填充量需要达到40wt％以上，过大的导热填料也会导致聚碳酸酯的韧性下降。

发明内容

为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种氮化硅增强的绝缘导热PC复合材料及其应用，该复合材料具有良好的强度、韧性和导热性。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种氮化硅增强的绝缘导热PC复合材料，包括如下重量份的原料：

所述复合增强体由10-20份氮化硅纤维、10-20份碳纤维和20份PC组成。

其中，所述复合增强体的制备方法包括如下步骤；

A、在1000重量份的水中加入10-20份氮化硅纤维和10-20份碳纤维，然后进行超声分散2-4h，离心洗涤、冷冻干燥后，得到第一混合料；

B、取100重量份的有机溶剂溶解20重量份的PC，形成混合液，往所述混合液中加入所述第一混合料，超声分散1-2h，得到悬浮液；

C、将所述悬浮液进行喷雾干燥，即得到所述的复合增强体。

本发明以氮化硅纤维和碳纤维相互缠绕作为骨架，形成具有大量空隙的三维空间结构，该三维骨架可以有效传递冲击载荷，从而提高PC复合材料的抗冲击强度，并且该骨架可以在PC基体中形成稳定的导热通路，从而显著地提升复合材料的导热性能；此后通过溶剂再生的方式，使PC填充于氮化硅纤维和碳纤维的骨架内，避免骨架空隙过多从而达不到增强的作用，并且有效改善骨架与PC基体的相容性，利于后续的熔融挤出，形成性能稳定的PC复合材料。

其中，氮化硅纤维和碳纤维的直径和长度直接影响二者的缠绕状态，也即是影响三维空间骨架的结构，对复合增强体的增强增韧导热效果起到决定性的作用，所述氮化硅纤维的直径为400-500nm，长度为300-400μm，所述碳纤维的单丝直径为6-8μm，平均长度为2-3mm。

其中，所述有机溶剂为四氢呋喃或丙酮。

其中，所述无卤阻燃剂为聚磷酸铵、红磷、氢氧化镁和氢氧化铝中的至少一种。