一种led灯用绝缘导热聚丙烯组合物及其制备方法

专利名称：一种led灯用绝缘导热聚丙烯组合物及其制备方法
技术领域：
本发明涉及聚丙烯材料改性技术领域，特别涉及一种LED灯用绝缘导热聚丙烯组合物及其制备方法。
背景技术：
聚丙烯(Polypropylene,简称PP)是一种半结晶的热塑性塑料。具有较高的耐冲击性，机械性质强韧，抗多种有机溶剂和酸碱腐蚀。在工业界有广泛的应用，是常见的高分子材料之一。共聚物型的PP材料有较低的热变形温度(100°C)、低透明度、低光泽度、低刚性，但是有更强的抗冲击强度，PP的冲击强度随着乙烯含量的增加而增大。PP的维卡软化温度为150°C。由于结晶度较高，这种材料的表面刚度和抗划痕特性很好。PP不存在环境应力开裂问题。PP的熔体质量流动速率(MFR)通常在f 100。低MFR的PP材料抗冲击特性较好但延展强度较低。对于相同MFR的材料，共聚型的抗冲强度比均聚型的要高。由于结晶，PP的收缩率相当高，一般为1.6 2.0%。
目前，作为LED照 明灯具的散热部件是如今LED照明领域的新兴技术趋势，导热聚合物复合材料应用于LED照明中是为了取代铝合金，而现有的应用于LED照明的导热聚合物复合材料多用采用聚酰胺、聚苯硫醚等作为树脂基体，这些树脂基体存在成本高，加工性能较差，不易成型的特点，相对而言，以聚丙烯作为树脂基体的导热复合材料，其成本低廉，加工性能优越，且易于加工成型。
然而，聚丙烯树脂导热率较低，需要经过适当的改性才能满足导热要求，聚丙烯树脂的导热改性少有报导。中国专利申请号为201110452729.9，发明名称为快速成型聚丙烯复合材料及制备方法，其聚丙烯复合材料由以下配比的原料制成:聚丙烯60-86%，填料5-20%,增韧剂5-25%，成核剂0.3-0.5%，导热剂2-5%,热稳定剂0.1-1.0%，抗氧剂0.1-1.0%。然而，该对比文件存在以下缺点:1、聚丙烯树脂用量大，导致原料成本高；2、必须使用增韧剂和热稳定剂，原料成本偏高；3、仅通过少量纳米导热剂的添加改善聚丙烯树脂在注塑成型时的散热效果，但相对而言，其成型后导热剂未能形成导热网络，导热率较低，不能满足LED照明灯具的长效高导热、大功率散热需求。4、缺乏阻燃剂，产品的阻燃性差，不能满足LED照明灯具的国际安规需求。发明内容
本发明目的在于针对现有技术的不足而提供一种高导热，易于加工成型同时具有优异阻燃效果的LED灯用绝缘导热聚丙烯组合物。
本发明的另一目的在于针对现有技术的不足而提供一种高导热，易于加工成型同时具有优异阻燃效果的LED灯用绝缘导热聚丙烯组合物的制备方法。
本发明的目的通过以下技术方案实现的。
一种LED灯用绝缘导热聚丙烯组合物，它由以下重量百分比的原料组成: 聚丙烯树脂2(Γ60%导热剂20 60% 阻燃剂5.0 30% 阻燃协效剂L 2 10% 润滑剂0.3 2.0% 成核剂0.Γ1.0% 偶联剂0.2 3.0% 主抗氧剂0.Γ0.5% 辅抗氧剂0.Γ0.5% 光稳定剂0.Γ0.5% 其中，所述成核剂为山梨醇类成核剂；所述偶联剂为硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂。
具体地，本发明采用的聚丙烯树脂为茂名石化的型号是320粉，150粉的均聚ΡΡ、茂名市新和塑胶化工有限公司生产的PPZ30S或者是惠州中海壳牌生产的ΡΡΗΡ500Ν。
本发明的成核剂具体为成核剂411，化学名称为:I，3，2，4-双(3，4- 二甲基苯亚甲基)山梨醇，生产厂家是烟台只楚合成化学有限公司。
本发明的山梨醇类成核剂还可以是二苄叉山梨醇(DBS)、二(对-甲基苄叉)山梨醇(MDBS)、与山梨醇制得的苄叉山梨醇、而(对-乙基二亚苄叉)山梨醇(BDBS)、(3，4-二甲基二苄叉)山梨醇(MDBS)、高级脂肪酸包覆二苄叉山梨醇、取代二苄叉山梨醇等。成核剂可诱发聚丙烯聚合物异相成核结晶并影响结晶过程、晶粒形状与尺寸的添加剂，其加入可以改变聚丙烯树脂的结晶行为，提高结晶速率、增加结晶密度和促使晶粒尺寸微细化，达到缩短成型周期、提高材料刚性、耐热性能、抗冲击性、抗蠕变性等物理机械性能。
偶联剂可以是硅烷偶联剂KH560、硅烷偶联剂KH550、硅烷偶联剂KH570、钛酸酯偶联剂KR-TTS、钛酸酯偶联剂NGT-105、钛酸酯偶联剂NGT-1Ol中的任意一种型号的偶联齐IJ。具体地可根据材料体系中选用的无机填充体系进行偶联剂选择使用。如有机无机填料类的导热剂(如石墨)与硅烷偶联剂复配使用，无机有机填料类的导热剂(如硫酸钡)与钛酸酯偶联剂复配使用，能显著提高偶联剂对无机填充的表面改性可以改善无机填充在树脂中的分散效果以及两者的相容性，降低无机填充的加入对树脂性能造成的负面影响。
硅烷偶联剂KH560，其化学名称为Y-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷，物理形态:液体。颜色:无色透明。沸点:290°C。折光率:(nD25) 1.4260-1.4280，密度(P 25°C ) 1.065-1.072。溶解性:溶于水，同时发生水解反应，水解反应释放甲醇。溶于醇、丙酮和在5%以下的正常使用水平溶于大多数脂肪族酯类。KH-560是一种含环氧基的偶联齐U，用于多硫化物和聚氨酯的嵌缝胶和密封胶，用于环氧树脂的胶粘剂、填充型或增强型热固性树脂、玻璃纤维胶粘剂和用于无机物填充或玻璃增强的热塑料性树脂等。主要应用于改善用玻璃纤维粗纱增强的硬复合材料的强度性能。在调湿期后，把强度性能保持在最大程度。
娃烧偶联剂KH550,其化学名称为Y -氨丙基二乙氧基娃院，别名:3_ 二乙氧基甲娃烧基_1_丙胺、Y ~氨丙基二乙氧基娃烧或3_氨基丙基二乙氧基娃烧，本品有喊性，通用性强，适用于环氧、PBT、酚醛树脂、聚酰胺、 聚碳酸酯等多种热塑性和热固性树脂。外观■ 无色透明液体，密度(P25°C):0.946，沸点:2171:，折光率nD25: 1.420。本品应用于矿物填充的酚醛、聚酯、环氧、PBT、聚酰胺、碳酸酯等热塑性和热固体树脂，能大幅度提高增强塑料的干湿态抗弯强度、抗压强度、剪切强度等物理力学性能和湿态电气性能，并改善填料在聚合物中的润湿性和分散性。本品是优异的粘结促进剂，可用于聚氨酯、环氧、腈类、酚醛胶粘剂和密封材料，可改善颜料的分散性并提高对玻璃、铝、铁金属的粘合性，也适用于聚氨酯、环氧和丙烯酸乳胶涂料。
硅烷偶联剂KH570，其化学名称为Y-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，是一种有机官能团硅烷偶联剂，对于提高玻纤增强和含无机填料的热固性树脂能提高它们的机械电气性能，特别是通过活性游离基反应固化(如不饱和聚酯，聚氨酯和丙烯酸酯)的热塑性树脂的填充，包括聚烯烃和热塑性聚氨酯。分子式:CH2=C (CH3) C00C3H6Si (0CH3) 3，外观微黄色至无色透明液体，密度(P20°C，g/cm3) 1.043 1.053，折光率(110 25° C) 1.4285 1.4310，沸点:2551:，纯度%，彡97.0，硅烷偶联剂KH-570可溶于甲醇、乙醇、乙丙醇、丙酮、苯、甲苯、二甲苯，水解后在搅拌下可溶于PH=4的水中，水解产生甲醇，主要用于改善有机材料和无机材料的粘接性能，特别适用于游离基交联的聚酯橡胶，聚烯烃、聚苯乙烯和在光敏材料中作为助剂。
钛酸酯偶联剂UP-105 (KR-TTS)，主要用于:1、处理碳酸钙、滑石粉等无机填料填充聚烯烃，可改善制品的机械性能，特别是抗冲强度、伸长率，同时可降低复合材料的熔融粘度，适用的树脂有:pp、PE等非极性或半极性聚合物。2、可用于天然橡胶、顺丁橡胶等橡胶制品中，以提高制品的抗撕裂强度、扯断伸长率、抗张强度。3、用于涂料中，可降低体系粘度，提高固体填充量；增加流平性，同时赋予涂层良好的耐磨性和抗腐蚀性。4、作为无机填料表面处理剂，可处理碳酸钙、滑石粉、高岭土，以增加填料的疏水性、分散性。
钛酸酯偶联剂NGT-105为酒红色液体，密度P (20°C) 0.924-0.936，闪点100°C。分解温度255°C。可溶于异丙醇、二甲苯、甲苯、矿物油、增塑剂D0P，不溶于水，较易水解。本品属无毒无腐液体，白鼠的口服中毒量LD5030g/kg。
钛酸酯偶联剂NGT-101为酒红色液体，密度P (20°C) 0.965-0.976，折光率nD201.4770,分解温度260°C，闪点178°C。可溶于异丙醇、二甲苯、增塑剂D0P，矿物油，不溶于水。白鼠的口服中毒量LD5020g/kg。钛酸酯偶联剂NGT-105与钛酸酯偶联剂NGT-101可以促进丙烯酸一I丐系涂料对建筑材料，汽车漆底对乙丙塑胶，丁基胶对玻璃，环氧树脂对铜，LDPE对钢，聚醚对木材，聚氨酯对HDPE，沸石对水泥等粘合。
一种LED灯用绝缘导热 聚丙烯组合物，它由以下重量百分比的原料组成: 聚丙烯树脂2(Γ40% 导热剂40 60% 阻燃剂5.0 15% 阻燃协效剂L 2 5.0% 润滑剂0.3 1.0% 成核剂0.Γ0.5% 偶联剂0.2 1.2% 主抗氧剂0.Γ0.3% 辅抗氧剂0.Γ0.5% 光稳定剂0.Γ0.3%。
一种LED灯用绝缘导热聚丙烯组合物，它由以下重量百分比的原料组成:聚丙烯树脂4(Γ60% 导热剂20 40% 阻燃剂12 30% 阻燃协效剂5.(Γ10% 润滑剂1.(Γ2.0% 成核剂0.5 1.0% 偶联剂1.(Γ3.0% 主抗氧剂0.Γ0.3% 辅抗氧剂0.Γ0.5% 光稳定剂0.2 0.5% 其中，所述导热剂为硫酸钡、氧化镁、氧化锌、氢氧化镁、氧化铝、氮化铝、氮化硼、磁铁粉、石墨中的一种或一种以上复配的混合物。
具体地，导热剂为硫酸钡、氢氧化镁、磁铁粉或碳粉(石墨)中的一种；或者是导热剂为氧化锌和氧化镁以重量百分比1:1复配、导热剂为氧化锌、氧化镁和硫酸钡以重量百分比1:2:1复配、导热剂为硫酸钡和氢氧化镁以重量百分比1:1复配、导热剂为硫酸钡、氧化镁和氮化硼以重量百分比4:3:3复配、导热剂为氢氧化镁和氧化锌以重量百分比1:1复坐坐HLi寸寸ο
其中，所述阻燃剂为十溴二苯乙烷，阻燃协效剂为三氧化二锑。
其中，所述润滑剂为硬脂酸或硬脂酸钙与乙撑双硬脂酰胺以3:1-1:1的比例复配的混合物。
硬脂酸，英文名:STEARIC ACID。主要是从动、植物油脂中得到的固体脂肪酸，主要成分为硬脂酸(C18H3602)与棕榈酸(C16H3202)。纯品为带有光泽的白色柔软小片。分子式:C18H3602，熔点:69.6°C沸点:376.1。。(分解)，相对密度:0.9408 (20/4°C )，折射率nD(80°C):1.4299。在90 10(TC下慢慢挥发。性质:微溶于冷水，溶于通膣、_，易溶于苯、氲值、IM、四氯化碳、二硫化碳、醋酸戊酯和甲苯等。工业品呈白色或微黄色颗粒或块，为硬脂酸与软脂酸的混合物，并含有少量廸盧，略带脂肪气味。主要用作助剂的原料及日用化工产品的原料。主要用作助剂的原料及日用化工产品的原料。
硬脂酸钙， 别名:十八酸钙盐，白色粉末，不溶于水，冷的乙醇和乙醚，溶于热苯、苯和松节油等有机溶剂，微溶于热的乙醇和乙醚。加热至400°C时缓缓分解，可燃，遇强酸分解为硬脂酸和相应的钙盐，有吸湿性。作聚氯乙烯的热稳定剂和多种塑料加工的润滑剂，脱模剂等。在硬质制品中，与盐基性铅盐、铅皂配合可提高凝胶化速度。也用于食品包装、医疗器具等要求无毒的软质薄膜与器具。还可作聚乙烯，聚丙烯的卤素吸收剂，以消除残留催化剂对颜色和稳定性的不良影响。在橡胶加工中作增塑剂，能使天然橡胶和全成橡胶软化，而对硫化几乎无影响。亦用作聚烯烃纤维和模塑料的润滑剂，润滑脂的增厚剂，纺织品的防水剂，油漆的平光剂，制造塑料唱片时的增塑剂等。
乙撑双硬脂酰胺的分子式为C18H76N202，为白色至淡黄色粉末或粒状物，熔点为130-145 °C，相对密度为0.98 (25 °C )，闪点为285 °C左右，常温下不溶于乙醇、丙酮、四氯化碳等大多数普通溶剂不溶于水，但粉状物在80°C以上具有可湿性。作为润滑剂，不影响塑料的热稳定性、表面外观、色调、薄膜的透明性等。
润滑剂具有内润滑和外润滑的作用，其中，内润滑是指润滑剂有利于物料分散均匀，方便后续产品成型和脱模，其中外润滑是指润滑剂便于物料脱模及挤出成型，提高材料的加工性能。
其中，所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂1010或抗氧剂1076，辅抗氧剂为固体有机亚磷酸脂168或固体有机亚磷酸脂627A。本发明所选用的抗氧剂的生产厂家是汽巴或雅宝。
抗氧剂1010，化学名称为:四[β_(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯。抗氧剂1010为白色结晶粉末，化学性状稳定，可广泛应用于通用塑料，工程塑料，合成橡胶，纤维，热熔胶，树脂，油品，墨水，涂料等行业中。熔点110.0 125.(TC，含量彡98.0%，密度 1.15，熔点。C 110-125，灰份 ％:彡 0.1 透光率(10g/100mL 甲苯)彡 95%(425nm)、彡 97%(500nm)，挥发份彡0.5%，灰分彡0.1%，色度(10g/100mL甲苯)，抗氧剂1010对聚丙烯、聚乙烯有卓越的抗氧化性能。可有效地延长制品的使用期限。抗氧剂1010挥发性小，耐抽出性好、热稳定性高、持效性长，不着色，不污染、无毒。抗氧剂1010与抗氧剂DLTPU68并用有协同效应。抗氧剂1010是一种高分子量的受阻酚抗氧剂，挥发性很低，而且不易迁移，耐萃取。抗氧剂1010能有效地防止聚合物材料在长期老化过程中的热氧化降解，同时也是一种高效的加工稳定剂，能改善聚合物材料在高温加工条件下的耐变色性。抗氧剂1010在聚氨酯领域，它可用于RM材料、氨纶、TPU、胶粘剂和密封胶等。
抗氧剂1076，化学名称为β -(3, 5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯，本品无污染，耐热和耐水抽出性好，溶于苯、丙酮、环己烷等，微溶于甲醇，不溶于水。本品基本无毒。外观:白色粉末或颗粒；熔点:50 55°C;灰分〈0.10%;挥发分〈0.50%;透光率:425nm时大于96%，500nm时大于98% ;含量大于98%。本品与抗氧剂S0N0X 168、DLTDP并用，协同效应显著，可有效抑制聚合物的热降解和氧化降解，本品广泛用于聚乙烯、聚丙烯、聚甲醛、ABS树脂、聚苯乙烯、聚氯乙烯醇、工程塑料、合成橡胶及石油产品中。
辅抗氧剂168，化学名称为亚磷酸三(2，4-二叔丁基苯基)酯，168是亚磷酸类抗氧剂，有效作用基团为三价磷，用于加工黄变抑制，白色结晶粉末。溶于苯、甲苯、汽油，不溶于水和醇类。外观:白色结晶粉末，熔点:182-186°C，挥发份:< 0.5% (105°C，2小时)，透光率:(10g/100ml甲苯)425nm彡95%500nm彡97%。本品为辅助抗氧剂，与主抗氧剂zm-1010或1076复配，有很好的协同效应，可有效地防止聚丙烯、聚乙烯在基础注塑中的热降解，给聚合物额外的长效保护。本品不着色、不污染、耐挥发性好。 辅抗氧剂627A，化学名称为:双(2.4- 二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯，是一种高性能固体有机亚磷酸脂抗氧剂。优点:提高聚·合物在配料，生产和使用过程中的稳定性；在加工过程中少聚合物的降解；在许多应用场合提高聚合物抗烟气退色性能；高性能，低投用量可组成更高效的配方；与其它等效亚磷酸脂抗氧剂相比，具有更高含磷量；没有味道，应用在PP，PE,ABS, PS和其它工程塑料中的耐长效老化和耐高温应用；高性能和填料填充的应用；要求低挥发性的薄壁/薄膜产品应用；优异的抗抽提性和抗迁移性，使其尤其适合在高温水管，洗衣机或洗碗机的应用。
其中，所述光稳定剂为光稳定剂UV-3853、光稳定剂UV-3346、光稳定剂UV-3529和光稳定剂UV-770中的一种或任意两种复配的混合物。
进一步地，光稳定剂为光稳定剂UV-3853、光稳定剂UV-3346、光稳定剂UV-3529和光稳定剂UV-770中任意两种复配的混合物，复配的比例为1:1。
其中，光稳定剂UV-3853、光稳定剂UV-3346和光稳定剂UV-3529均为受阻胺类光稳定剂；光稳定剂UV-770为多元受阻酚型光稳定剂。
光稳定剂UV-3853，分子式C27H53NO2，别名光稳定剂HA-18;光稳定剂UV-3853;2, 2，6，6-四甲基-4-哌啶基硬脂酸酯。
光稳定剂UV-3346，分子式C7H8Cl2N4O,熔点110-130° C，光稳定剂为提高高分子材料光稳定性的一种物质。它能屏蔽紫外线光波，减少紫外线的透射作用；或能强烈地吸收高能量的紫外线(波长290 400 μ m)，进行能量转换，以热能形式或无害的较长波长的光把能量放出；或能迅速地使已经被紫外线激发的高分子激发态猝灭，回到稳定的基态；或能极为有效地捕捉因紫外光引发高聚物产生的游离基，从而达到保护高分子材料，使其免受紫外线破坏的作用。光稳定剂除了可以保护高分子材料外，还可以用来保护被包装物不受紫外线的破坏，以及用来做滤光器中的必要组分。 光稳定剂则几乎不吸收可引起塑料老化的紫外光而达到防止塑料老化的目的。光稳定剂作用机理在于，它可以有效地捕集紫外光引起的塑料本身产生的游离基，因而阻止了导致塑料老化的连锁反应的发生。这种光稳定剂又称游离基捕获剂。受阻胺目前仍然是最重要的光稳定剂(游离基捕获剂)，即受阻胺在02作用下生成对光稳定的N— O游离基，它与在紫外光作用下由塑料本身产生的游离基R相结合，从而防止了塑料老化。
光稳定剂UV-3529，分子式(C33H60N80) N，别名N，N’ -双(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)-1，6-己二胺同吗啉-2，4，6-三氯-1，3，5-三嗪的甲基化聚合物，用于PP\PE等高耐候要求制品的长效光稳定剂。特点:色污低、挥发性低、抗萃取、抗气熏褪色、抗酸性；有效保持色母粒中颜色的保留率；优越的长期耐老化性能，赋予塑料制品最长的使用寿命和外观颜色的持久性。
光稳定剂UV-770为汽巴光稳定剂UV770或巴斯夫光稳定剂UV770。
光稳定剂UV-770，化学名:四[甲基-β_( 3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯，英文名:Tetra_[methylene-β -(3, 5-d1-tert-butyl-4-hydroxyphenyl)-propionate]methane，性质:白色粉末，无臭，相对分子质量1177.65，熔点80 - 85°C，溶于苯、丙酮、氯仿，微溶于乙醇，不溶于水。贮存稳定性好。常见质量指标如下:熔点110.0 125.(TC，含量彡 98.0%，透光率(10g/100mL 甲苯)彡 95% (425nm)、彡 97% (500nm)，挥发份彡 0.5%,灰分彡0.1%，色度(10g/100mL甲苯)(APHA)彡50。用法及应用特点:本品是大分子型抗氧齐U，无污染，不着色，挥发性小，耐水抽提。可用于聚乙烯、聚甲醛、ABS树脂，对聚丙烯特别有效。本品与辅助抗氧剂DLTDP并用于`聚丙烯树脂中，可以显著地提高其光热稳定性，是目前酚类光稳定剂中性能最为优良的品种之一。一种多元受阻酚型抗氧剂，与大多数聚合物具有很好的相容性。有良好的防止光和热引起的变色作用。广泛用于透明PC、ABS，PP、PS、聚酰胺、聚甲醛、ABS树脂、PVC、合成橡胶等高分子材料中。抗紫外光。本品化学性状稳定，无特殊贮存要求，应防潮、隔热。本品是一种高效的受阻酚型抗氧剂，与大多数聚合物具有很好的相容性。有良好的防止光和热引起的变色作用，同时还具有一定的光稳定作用。
其中，所述光稳定剂为复配型光稳定剂V703或复配型光稳定剂EB41-72。
光稳定剂V703是新一代光稳定体系，专注于汽车领域的PP、TPO等聚烯烃材料特点:1.以粒状供应，便于加入挤出机。2.在聚烯烃材料中有非常好的溶解性，且不易析出。3.优异的表面稳定性能。4.满足当前汽车生产商对光泽和颜色稳定性能的所有要求5.低气味。主要用途:塑料耐候改性，塑料光稳定 具体地，光稳定剂V703可以是氰特光稳定剂V703，特点:复配受阻胺体系；与酸性物质无互相反应；更低的添加量和相容性，无气熏和析出现象；卓越的耐候性；降低模具长时间使用后的污垢堆积残留；优异的漆面附着性！光稳定剂EB41-72，产品品牌:汽巴产品特性:高效光稳定剂的复配物；主要应用:PP、TPO、TPE等；主要用途合成材料抗光老化；性能特点:最佳性价比的传统光稳定剂配方组合，专注于汽车工业领域的PP/TPO材料；主要用途:PP、TPO、TPE等。
本发明的一种LED灯用绝缘导热聚丙烯组合物的制备方法，包括以下工艺步骤: 第一步:将导热剂、抗氧剂、偶联剂、润滑剂投入高速搅拌机搅拌均勻，搅拌速度10(T200r/min，时间为 I 2min ； 第二步:将聚丙烯树脂与第一步预混好的物料一起投入高速搅拌机搅拌均匀，搅拌速度 2 4m/min ； 第三步:将第二步预混均匀的物料通过双螺杆挤出机进行挤出造粒，粒料送料段挤出温度为18(Tl90°C，塑化段挤出温度为19(T200°C，熔体输送段挤出温度为20(T210°C，机头温度为20(T220°C，真空度为0.6 0.8MPa。
本发明的有益效果为: (I)本发明的一种LED灯用绝缘导热聚丙烯组合物，其阻燃性均达到VO，导热系数为0.7左右，绝缘性能和导热性能效果好，可广泛应用于制作广告灯用薄膜，保持LED灯的较高的发光效率的同时，极大地降低LED灯的刺眼的眩光。
(2)本发明的导热聚丙烯复合材料，能够满足LED照明灯具的散热要求，适用于LED散热灯座的挤出、注塑成型，具有易于加工，长效高导热，阻燃性能优异的特点，同时相对于聚碳酸酯、聚酰胺、聚苯硫醚等导热复合材料而言成本低廉，加工性能优越。
(3)本发明聚丙烯树脂用量大，且不需要使用增韧剂和热稳定剂等原料，原料成本低，经济效益高。
(4 )采用复配阻燃剂，产品的阻燃性好，满足LED照明灯具的国际安规需求。
( 5 )本发明的制备工艺简单，生产成本低，有利于普遍推广应用。
具体实施方式
下面结合实施例 Γ8对本发明作进一步的说明。
实施例1。
本实施例的一种LED灯用绝缘导热聚丙烯组合物，它由以下重量百分比的原料组成:聚丙烯树脂38.8%、导热剂45%、阻燃剂11.5%、阻燃协效剂3%、润滑剂0.5%、成核剂0.2%、偶联剂0.5%、主抗氧剂0.1%、辅抗氧剂0.2%、光稳定剂0.2% ;其中，所述导热剂为氢氧化镁；所述阻燃剂为十溴二苯乙烷，阻燃协效剂为三氧化二锑；所述润滑剂为硬脂酸与乙撑双硬脂酰胺以3:1的比例复配的混合物；所述成核剂为成核剂411 ;所述偶联剂为硅烷偶联剂KH560 ;所述主抗氧剂为抗氧剂1010,辅抗氧剂为抗氧剂168 ;所述光稳定剂为光稳定剂 UV-3853。
本实施例的一种LED灯用绝缘导热聚丙烯组合物的制备方法，包括以下工艺步骤:第一步:将上述导热剂、抗氧剂、偶联剂、润滑剂投入高速搅拌机搅拌均匀，搅拌速度100r/min,时间为Imin ;第二步:将聚丙烯树脂与第一步预混好的物料一起投入高速搅拌机搅拌均匀，搅拌速度2m/min ;第三步:将第二步预混均匀的物料通过双螺杆挤出机进行挤出造粒，粒料送料段挤出温度为180°C，塑化段挤出温度为190°C，熔体输送段挤出温度为200°C，机头温度为200°C，真空度为0.6MPa。
实施例2。
本实施例的一种LED灯用绝缘导热聚丙烯组合物，它由以下重量百分比的原料组成:聚丙烯树脂27.5%、导热剂55%、阻燃剂10.5%、阻燃协效剂3%、润滑剂0.8%、成核剂0.6%、偶联剂1.5%、主抗氧剂0.2%、辅抗氧剂0.4%、光稳定剂0.5% ;其中，所述导热剂为硫酸钡；所述阻燃剂为十溴二苯乙烷，阻燃协效剂为三氧化二锑；所述润滑剂为硬脂酸钙与乙撑双硬脂酰胺以1:1的比例复配的混合物；所述成核剂为成核剂411 ;所述偶联剂为硅烷偶联剂KH550 ;所述主抗氧剂为抗氧剂1010，辅抗氧剂为抗氧剂627A ;所述光稳定剂为光稳定剂UV-3346和光稳定剂UV-3529以重量百分比1:1的比例复配的混合物。
本实施例的一种LED灯用绝缘导热聚丙烯组合物的制备方法，包括以下工艺步骤: 第一步:将上述导热剂、抗氧剂、偶联剂、润滑剂投入高速搅拌机搅拌均匀，搅拌速度120r/min,时间为Imin ; 第二步:将聚丙烯树脂与第一步预混好的物料一起投入高速搅拌机搅拌均匀，搅拌速度2m/min ;第三步:将第二步预混均匀的物料通过双螺杆挤出机进行挤出造粒，粒料送料段挤出温度为182°C，塑化段挤出温度为192°C，熔体输送段挤出温度为202°C，机头温度为202°C，真空度为0.6MPa。
实施例3。
本实施例的一种LED灯用绝缘导热聚丙烯组合物，它由以下重量百分比的原料组成:聚丙烯树脂31.2%、导热剂50%、阻燃剂12.5%、阻燃协效剂3.5%、润滑剂0.3%、成核剂0.1%、偶联剂1.5%、主抗氧剂0.3%、辅抗氧剂0.5%、光稳定剂0.1% ;其中，所述导热剂为氧化镁和氧化锌以重量百分比1:1的比例复配的混合物；所述阻燃剂为十溴二苯乙烷，阻燃协效剂为三氧化二锑；所述润滑剂为硬脂酸与乙撑双硬脂酰胺以2:1的比例复配的混合物；所述成核剂为山梨醇类成核剂；所述偶联剂为钛酸酯偶联剂KR-TTS ;所述主抗氧剂为抗氧剂1076，辅抗氧剂为抗氧剂627A ;所述光稳定剂为光稳定剂UV-3853和光稳定剂UV-3346以重量百分比1:1的比例复配的混合物。
本实施例的一种LED灯用绝缘导热聚丙烯组合物的制备方法，包括以下工艺步骤: 第一步:将上述导热剂、抗氧剂、偶联剂、润滑剂投入高速搅拌机搅拌均匀，搅拌速度140r/min,时间为Imin ;第二步:将聚丙烯树脂与第一步预混好的物料一起投入高速搅拌机搅拌均匀，搅拌速度3m/min ;第三步:将第二步预混均匀的物料通过双螺杆挤出机进行挤出造粒，粒料送料段挤出温度为184°C，塑化段挤出温度为194°C，熔体输送段挤出温度为204°C，机头温度为204°C，真空度为0.6MPa。
实施例4。
本实施例的一种LED灯用绝缘导热聚丙烯组合物，它由以下重量百分比的原料组成:聚丙烯树脂52.2%、导热剂20%、阻燃剂20%、阻燃协效剂5.5%、润滑剂0.6%、成核剂0.2%、偶联剂1.0%、主抗氧剂0.1%、辅抗氧剂0.2%、光稳定剂0.2% ;其中，所述导热剂为硫酸钡、氧化镁、氧化锌以重量百分比1:1:2的比例复配的混合物；所述阻燃剂为十溴二苯乙烷，阻燃协效剂为三氧化二锑；所述润滑剂为硬脂酸钙与乙撑双硬脂酰胺以1:1的比例复配的混合物；所述成核剂为山梨醇类成核剂；所述偶联剂为钛酸酯偶联剂NGT-105 ;所述主抗氧剂为抗氧剂1076，辅抗氧剂为抗氧剂168 ;所述光稳定剂为光稳定剂UV-3529。
本实施例的一种LED灯用绝缘导热聚丙烯组合物的制备方法，包括以下工艺步骤: 第一步:将上述导热剂、抗氧剂、偶联剂、润滑剂投入高速搅拌机搅拌均匀，搅拌速度150r/min,时间为1.5min ;第二步:将聚丙烯树脂与第一步预混好的物料一起投入高速搅拌机搅拌均勻，搅拌速度3m/min ;第三步:将第二步预混均勻的物料通过双螺杆挤出机进行挤出造粒，粒料送料段挤出温度为185°C，塑化段挤出温度为195°C，熔体输送段挤出温度为205°C，机头温度为20 5°C，真空度为0.7MPa。
实施例5。
本实施例的一种LED灯用绝缘导热聚丙烯组合物，它由以下重量百分比的原料组成:聚丙烯树脂40.1%、导热剂38%、阻燃剂15%、阻燃协效剂4%、润滑剂0.4%、成核剂0.4%、偶联剂1.5%、主抗氧剂0.1%、辅抗氧剂0.3%、光稳定剂0.2% ;其中，所述导热剂为硫酸钡、氧化镁、氮化硼以重量百分比4:3:3的比例复配的混合物；所述阻燃剂为十溴二苯乙烷，阻燃协效剂为三氧化二锑；所述润滑剂为硬脂酸与乙撑双硬脂酰胺以2:1的比例复配的混合物；所述成核剂为成核剂411 ;所述偶联剂为硅烷偶联剂KH570 ;所述主抗氧剂为抗氧剂1010，辅抗氧剂为抗氧剂168 ;所述光稳定剂为复配型光稳定剂V703。
本实施例的一种LED灯用绝缘导热聚丙烯组合物的制备方法，包括以下工艺步骤: 第一步:将上述导热剂、抗氧剂、偶联剂、润滑剂投入高速搅拌机搅拌均匀，搅拌速度160r/min,时间为1.5min ;第二步:将聚丙烯树脂与第一步预混好的物料一起投入高速搅拌机搅拌均勻，搅拌速度3m/min ;第三步:将第二步预混均勻的物料通过双螺杆挤出机进行挤出造粒，粒料送料段挤出温度为182°C，塑化段挤出温度为192°C，熔体输送段挤出温度为202°C，机头温度为202°C，真空度为0.7MPa。
实施例6。
本实施例的一种LED灯用绝缘导热聚丙烯组合物，它由以下重量百分比的原料组成:聚丙烯树脂43.2%、导热剂34.2%、阻燃剂16%、阻燃协效剂4.2%、润滑剂0.5%、成核剂0.2%、偶联剂0.4%、主抗氧剂0.5%、辅抗氧剂0.5%、光稳定剂0.3% ;其中，所述导热剂为磁铁粉；所述阻燃剂为十溴二苯乙烷，阻燃协效剂为三氧化二锑；所述润滑剂为硬脂酸钙与乙撑双硬脂酰胺以3:1的比例复配的混合物；所述成核剂为山梨醇类成核剂；所述偶联剂为硅烷偶联剂KH560 ;所述主抗氧剂为抗氧剂1010，辅抗氧剂为抗氧剂627A ;所述光稳定剂为复配型光稳定剂EB41-72。
本实施例的一种LED灯用绝缘导热聚丙烯组合物的制备方法，包括以下工艺步骤: 第一步:将上述导热剂、抗氧剂、偶联剂、润滑剂投入高速搅拌机搅拌均匀，搅拌速度180r/min,时间为2min ;第二步:将聚丙烯树脂与第一步预混好的物料一起投入高速搅拌机搅拌均匀，搅拌速度4m/min ;第三步:将第二步预混均匀的物料通过双螺杆挤出机进行挤出造粒，粒料送料段挤出温度为188°C，塑化段挤出温度为198°C，熔体输送段挤出温度为208°C，机头温度为208°C，真空度为0.75MPa。
实施例7。
本实施例的一种LED灯用绝缘导热聚丙烯组合物，它由以下重量百分比的原料组成:聚丙烯树脂24.8%、导热剂59.5%、阻燃剂10.4%、阻燃协效剂2.5%、润滑剂1.0%、成核剂0.5%、偶联剂1.0%、主抗氧剂0.2%、辅抗氧剂0.2%、光稳定剂0.4% ;其中，所述导热剂为氧化锌、氢氧化镁以重量百分比1:1的比例复配的混合物；所述阻燃剂为十溴二苯乙烷，阻燃协效剂为三氧化二锑；所述润滑剂为硬脂酸与乙撑双硬脂酰胺以1:1的比例复配的混合物；所述成核剂为成核剂411 ;所述偶联剂为钛酸酯偶联剂NGT-101 ;所述主抗氧剂为抗氧剂1076，辅抗氧剂为抗氧剂168 ;所述光稳定剂为光稳定剂UV-3853、光稳定剂UV-3529以重量百分比1:1的比例复配的混合物。
本实施例的一种LED灯用绝缘导热聚丙烯组合物的制备方法，包括以下工艺步骤: 第一步:将上述导热剂、抗氧剂、偶联剂、润滑剂投入高速搅拌机搅拌均匀，搅拌速度200r/min,时间为2min ;第二步:将聚丙烯树脂与第一步预混好的物料一起投入高速搅拌机搅拌均匀，搅拌速度4m/min ;第三步:将第二步预混均匀的物料通过双螺杆挤出机进行挤出造粒，粒料送料段挤出温度为190°C，塑化段挤出温度为200°C，熔体输送段挤出温度为210°C，机头温度为220°C，真空度为0.8MPa。
实施例8。
本实施例的一种LED灯用绝缘导热聚丙烯组合物，它由以下重量百分比的原料组成:聚丙烯树脂41%、导热剂40%、阻燃剂13.5%、阻燃协效剂3.5%、润滑剂0.5%、成核剂0.3%、偶联剂0.6%、主抗氧剂0.1%、辅抗氧剂0.2%、光稳定剂0.3% ;其中，所述导热剂为石墨中；所述阻燃剂为十溴二苯乙烷，阻燃协效剂为三氧化二锑；所述润滑剂为硬脂酸钙与乙撑双硬脂酰胺以2:1的比例复配的混合物；所述成核剂为成核剂411 ;所述偶联剂为钛酸酯偶联剂KR-TTS ;所述主抗氧剂为抗氧剂1076，辅抗氧剂为抗氧剂627A ;所述光稳定剂为光稳定剂UV-3346。
本实施例的 一种LED灯用绝缘导热聚丙烯组合物的制备方法，包括以下工艺步骤: 第一步:将上述导热剂、抗氧剂、偶联剂S、润滑剂投入高速搅拌机搅拌均匀，搅拌速度140r/min,时间为2min ;第二步:将聚丙烯树脂与第一步预混好的物料一起投入高速搅拌机搅拌均匀，搅拌速度3m/min ;第三步:将第二步预混均匀的物料通过双螺杆挤出机进行挤出造粒，粒料送料段挤出温度为185°C，塑化段挤出温度为195°C，熔体输送段挤出温度为205°C，机头温度为205°C，真空度为0.65MPa。
实施例f实施例8的各组份及其重量百分比如表I。
表I I实施例1 I实施例2 I实施例3 I实施例4 I实施例5 I实施例6 I实施例7 I实施例8 褢丙烯树脂 38.8 27.5 31.2 52.2 ~40.1 43.2 24.8 41 写热剂45555020 _ 3834.2 59.5 40 I!燃剂111.5 |l0.5 |l2.5 丨20 |l5 |l6 |l0.4 |l3.权利要求
1.一种LED灯用绝缘导热聚丙烯组合物，其特征在于:它由以下重量百分比的原料组成: 聚丙烯树脂2(Γ60% 导热剂20 60% 阻燃剂5.0 30% 阻燃协效剂L 2 10% 润滑剂0.3 2.0% 成核剂0.Γι.0% 偶联剂0.2 3.0% 主抗氧剂0.Γ0.5% 辅抗氧剂0.Γ0.5% 光稳定剂0.Γ0.5% 其中，所述成核剂为山梨醇类成核剂；所述偶联剂为硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂。
2.根据权利要求1所述的一种LED灯用绝缘导热聚丙烯组合物，其特征在于:它由以下重量百分比的原料组成: 聚丙烯树脂2(Γ 40% 导热剂40 60% 阻燃剂5.0 15% 阻燃协效剂L 2 5.0% 润滑剂0.3 1.0% 成核剂0.Γ0.5% 偶联剂0.2 1.2% 主抗氧剂0.Γ0.3% 辅抗氧剂0.Γ0.5% 光稳定剂0.Γ0.3%。
3.根据权利要求1所述的一种LED灯用绝缘导热聚丙烯组合物，其特征在于:它由以下重量百分比的原料组成: 聚丙烯树脂4(Γ60% 导热剂20 40% 阻燃剂12 30% 阻燃协效剂5.(Γ10% 润滑剂1.(Γ2.0% 成核剂0.5 1.0% 偶联剂1.(Γ3.0% 主抗氧剂0.Γ0.3% 辅抗氧剂0.Γ0.5% 光稳定剂0.2 0.5%。
4.根据权利要求f3任意所述的一种LED灯用绝缘导热聚丙烯组合物，其特征在于:所述导热剂为硫酸钡、氧化镁、氧化锌、氢氧化镁、氧化铝、氮化铝、氮化硼、磁铁粉、石墨中的一种或一种以上复配的混合物。
5.根据权利要求f3任意一项所述的一种LED灯用绝缘导热聚丙烯组合物，其特征在于:所述阻燃剂为十溴二苯乙烷，阻燃协效剂为三氧化二锑。
6.根据权利要求f3任意一项所述的一种LED灯用绝缘导热聚丙烯组合物，其特征在于:所述润滑剂为硬脂酸或硬脂酸钙与乙撑双硬脂酰胺以3:1-1:1的比例复配的混合物。
7.根据权利要求f3任意一项所述的一种LED灯用绝缘导热聚丙烯组合物，其特征在于:所述主抗氧剂为抗氧剂1010或抗氧剂1076，辅抗氧剂为抗氧剂168或抗氧剂627A。
8.根据权利要求f3任意一项所述的一种LED灯用绝缘导热聚丙烯组合物，其特征在于:所述光稳定剂为光稳定剂UV-3853、光稳定剂UV-3346、光稳定剂UV-3529和光稳定剂UV-770中的一种或任意两种复配的混合物。
9.根据权利要求f3任意一项所述的一种LED灯用绝缘导热聚丙烯组合物，其特征在于:所述光稳定剂为复配型光稳定剂V703或复配型光稳定剂EB41-72。
10.权利要求1-9中任意一项所述的一种LED灯用绝缘导热聚丙烯组合物的制备方法，其特征在于:包括以下工艺步骤: 第一步:将导热剂、抗氧剂、偶联剂、润滑剂投入高速搅拌机搅拌均勻，搅拌速度10(T200r/min，时间为 I 2min ； 第二步:将聚丙烯树脂与第一步预混好的物料一起投入高速搅拌机搅拌均匀，搅拌速度 2 4m/min ； 第三步:将第二步预混均匀的物料通过双螺杆挤出机进行挤出造粒，粒料送料段挤出温度为18(Tl90°C，塑化段挤出温度为19(T200°C，熔体输送段挤出温度为20(T210°C，机头温度为20(T220°C，真空度为0.6 0.8MPa。
全文摘要
本发明涉及聚丙烯的制备技术领域，特别涉及一种LED灯用绝缘导热聚丙烯组合物，它由以下重量百分比的原料组成聚丙烯树脂20~60%、导热剂20~60%、阻燃剂5.0~30%、阻燃协效剂1.2~10%、润滑剂0.3~2.0%、山梨醇类成核剂0.1~1.0%、硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂0.2~3.0%、主抗氧剂0.1~0.5%、辅抗氧剂0.1~0.5%、光稳定剂0.1~0.5%；本发明的聚丙烯组合物，其阻燃性均达到V0，导热系数为0.7左右，绝缘性能和导热性能效果好，能够满足LED照明灯具的散热要求，适用于LED散热灯座的挤出、注塑成型，具有易于加工，长效高导热的特点。
文档编号B29B9/06GK103232638SQ201310196329
公开日2013年8月7日 申请日期2013年5月24日 优先权日2013年5月24日
发明者傅轶 申请人:傅轶