一种高效复合pbt导散热材料及其制备方法和应用
【技术领域】
[0001]本发明属于导散热材料领域，涉及一种PBT导散热材料及其制备方法和应用，尤其 涉及一种高效复合PBT导散热材料及其制备方法和应用。
【背景技术】
[0002] 随着各类电子元器件运行高速化和高功率化，设备在使用和运行过程中会产生相 对高热能，导致电子元器件的过热无法导散，从而损害其性能和降低安全可靠性，甚至大幅 度地降低整套系统的寿命。常规的工程塑料，包括热塑性和热固性塑料，具有机械性能良 好，化学稳定，电绝缘等优势，被广泛地应用在电子电器等领域，但因其导热系数太低，属于 热的不良导体，不但不能解决高散热问题，而且由于热量不能得到有效的传递，可能使一些 热敏感的元器件过热，从而大幅度降低系统的寿命或者运行效率。同时，基于安全性的考 虑，关键是要求所用的材料具有高级别的阻燃特性，比如达到UL94V0阻燃标准。聚对苯二甲 酸丁二醇酯(PBT)是一种常用的塑料材料，但是由于其阻燃级别较低，不能通过UL94V0薄壁 测试标准。
[0003] 因此，在本领域亟需开发一种具有高导热系数和良好阻燃性的PBT导散热材料。
【发明内容】
[0004] 针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种PBT导散热材料及其制备方法 和应用，尤其是提供一种高效复合PBT导散热材料及其制备方法和应用。
[0005] 为达此目的，本发明采用以下技术方案：
[0006] 一方面，本发明提供一种PBT导散热材料，所述PBT导散热材料由PBT和导散热母粒 制备得到，所述PBT和导散热母粒的质量比为7~9 :1~3,例如7 :1、7:2、7:3、7.5:1、7.5: 1.5、7.8:1、8:1、8:2、8:3、8.3:1、8.5:1、8:5:2.5、8.8:1、9:1、9:2或9:3，优选7.5~8.5:1.5 ~2.5,进一步优选8:2。
[0007] 在本发明中，所述导散热母粒按导散热母粒总重量为100%计由以下重量百分比 的原料制备得到：
[0008] 聚酯纤维 60-80%
[0009] 金属氧化物 10-20%
[0010] 氮化物 10-20%。。
[0011]在本发明的PBT导散热材料的原料中，聚酯纤维的用量为60-80%，例如61%、 62%、63%、64%、65%、66%、67%、68%、69%、70%、71%、72%、73%、74%、75%、76%、 77%、78% 或 79%。
[0012] 在本发明的PBT导散热材料的原料中，金属氧化物的用量为10-20 %，例如10.5 %、 11%、12%、13%、14%、15%、16%、17%、18%、19%或19.5%〇
[0013] 在本发明的PBT导散热材料的原料中，氮化物的用量为10-20 %，例如10.5 %、 11%、11.5%、12%、12.5%、13%、13.5%、14%、14.5%、15%、15.5%、16%、16.5%、17%、 17.5%、18%、18.5%、19%或19.5%〇
[0014] 优选地，所述导散热母粒按导散热母粒总重量为100%计由以下重量百分比的原 料制备得到：
[0015] 聚酯纤维 70%
[0016] 金属氧化物 20%
[0017] 氮化物 10%。
[0018]在本发明中，所述金属氧化物为二氧化硅、二氧化钛、三氧化二锑或三氧化铝中的 任意一种或至少两种的组合。所述组合可以为但不限于二氧化硅和二氧化钛的组合，二氧 化钛和三氧化二锑的组合，二氧化硅、二氧化钛和三氧化二锑的组合，三氧化二锑和三氧化 铝的组合或二氧化钛、三氧化二锑和三氧化铝的组合。
[0019] 在本发明中，所述氮化物为氮化碳、氮化镁、氮化铝、氮化钛或氮化钽中的任意一 种或至少两种的组合。所述组合可以为但不限于氮化碳和氮化镁的组合，氮化镁和氮化铝 的组合，氮化铝和氮化钛的组合，氮化铝、氮化钛和氮化钽的组合，氮化镁、氮化铝和氮化钛 的组合。
[0020] 在本发明中，所述导散热母粒的制备方法如下：
[0021] 将金属氧化物、氮化物和聚酯纤维共混掺杂、挤出得到所述导散热母粒。
[0022] 优选地，所述共混掺杂时的搅拌速率为60_80r/min，例如61r/min、62r/min、64r/ min、66r/min、68r/min、70r/min、72r/min、74r/min、76r/min、78r/min或、79r/min〇
[0023] 优选地，所述挤出在双螺杆挤出机中进行，所述双螺杆挤出机螺杆区域的预热温 度为 200-30(TC，例如 205。(3、210。(3、220。(3、230。(3、240。(3、250。(3、260。(3、270。(3、280。(3或290 °C，螺杆转速为 150-200r/min，例如 155r/min、160r/min、165r/min、170r/min、175r/min、 180r/min、185r/min、190r/min或195r/min〇
[0024] 另一方面，本发明提供了如第一方面所述的PBT导散热材料的制备方法，所述方法 为：
[0025]将PBT和导散热母粒共混掺杂、挤出得到所述PBT导散热材料。
[0026]优选地，在PBT导散热材料的制备方法中，所述共混掺杂时的搅拌速率为10 0-200r/min，例如 105r/min、110r/min、115r/min、120r/min、125r/min、130r/min、135r/min、 140r/min、145r/min、150r/min、155r/min、160r/min、165r/min、170r/min、175r/min、180r/ min、185r/min、190r/min或195r/min〇
[0027] 优选地，在PBT导散热材料的制备方法中，所述混合时的搅拌速率为150-250r/ min，例如 155r/min、160r/min、165r/min、170r/min、175r/min、180r/min、190r/min、200r/ min、210r/min、220r/min、230r/min、235r/min、240r/min或245r/min〇
[0028] 优选地，在PBT导散热材料的制备方法中，所述挤出在双螺杆挤出机中进行，所述 双螺杆挤出机螺杆区域的预热温度为260-380°C，例如265°C、270°C、275°C、280°C、285°C、 290°C、295°C、300°C、305°C、310°C、320°C、330°C、340°C、350°C、360°C 或 370°C。所述双螺杆 挤出机的螺杆转速为 250-400r/min，例如 255r/min、260r/min、270r/min、280r/min、290r/ min、300r/min、320r/min、340r/min、350r/min、370r/min、380r/min或390r/min〇
[0029] 作为本发明的优选技术方案，本发明所述PBT导散热材料的制备方法包括以下步 骤：
[0030] (1)将金属氧化物、氮化物和聚酯纤维在60-80r/min的搅拌速率下共混掺杂，利用 双螺杆挤出机挤出，所述双螺杆挤出机螺杆区域的预热温度为200-300°C，螺杆转速为150-200r/min，得到导散热母粒；
[0031] (2)将TOT和导散热母粒在100-200r/min的搅拌速率下共混掺杂，利用双螺杆挤出 机挤出，所述双螺杆挤出机螺杆区域的预热温度为260-380°C，所述双螺杆挤出机的螺杆转 速为250-400r/min，得到所述PBT导散热材料。
[0032]另一方面，本发明提供了如第一方面所述PBT导散热材料在电子电器材料中的应 用。
[0033 ]相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
[0034]本发明的PBT导散热材料由PBT和导散热母粒制备得到，所述PBT和导散热母粒的 质量比为7~9:1~3。所述导散热母粒由60-80%聚酯纤维、10-20%金属氧化物和10-20% 氮化物制备得到，通过将金属氧化物、氮化物和聚酯纤维共混掺杂，挤出得到导散热母粒， 而后将导散热母粒与PBT共混掺杂、挤出得到所述PBT导散热材料，该PBT导散热材料为无卤 环保复合阻燃材料，其导热系数高达1.2W/m.k，阻燃性达V0级，具有良好的机械性能，高绝 缘、易加工、成本低，是一种综合性能良好的导散热材料，可广泛应用于LED照明、导热散热 板、电子电器等领域。
【具体实施方式】
[0035] 下面通过【具体实施方式】来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明 了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
[0036] 实施例1
[0037]在本实施例中，PBT导散热材料由质量比为8:2的TOT和导散热母粒制备得到，其中 导散热母粒由以下原料制备得到：
[0038] 聚酯纤维 70%
[0039] 金属氧化物 20%
[0040] 氮化物 10%
[00411制备方法如下：
[0042] (1)将金属氧化物、氮化物和聚酯纤维在80r/min的搅拌速率下共混掺杂，利用双 螺杆挤出机挤出，所述双螺杆挤出机螺杆区域的预热温度为200°C，螺杆转速为200r/min， 得到导散热母粒；
[0043] (2)将TOT和导散热母粒在100r/min的搅拌速率下共混掺杂，利用双螺杆挤出机挤 出，所述双螺杆挤出机螺杆区域的预热温度为300°C，所述双螺杆挤出机的螺杆转速为 300r/min，得到所述PBT导散热材料。
[0044] 实施例2
[0045]在本实施例中，PBT导散热材料由质量比为7.5: 2.5的TOT和导散热母粒制备得到， 其中导散热母粒由以下原料制备得到：
[0046] 聚酯纤