【技术实现步骤摘要】
一种三维相分离导热塑料母粒及其制备方法
[0001]本专利技术具体涉及一种三维相分离导热塑料母粒及其制备方法，属于热界面材料领域。
技术介绍
[0002]在电子
，由于电子线路的集成度越来越高，热量的聚积也越来越多。热量的集聚导致器件温度升高，工作稳定性降低。根据Arhelmins公式，温度每升高10℃，处理器寿命降低一半。因此，用于处理器的材料要求具有高导热性能，以便热量迅速传导出，达到降温目的。对于高集成度芯片，其设计热能是如此之高以致于普通散热装置难以保证有效散热。由于陶瓷产品的加工难度高，易破裂，人们开始寻求由容易加工、耐冲击的塑料来制备导热材料。随着电子电器产业的迅猛发展，比如电路板材料、散热器件(如CPU散热器)、CPU风扇、电子隔离板、半导体设备外壳、移动通信设备的外壳都要求有较好的导热性，加工容易，成本低。
[0003]导热塑料产品开发是高分子材料研究的重要内容之一，近些年以来导热塑料的研究有了很多新进展。但是，导热塑料材料的研究仅局限于简单的共混复合，所得材料的导热系数还不高。同时，使用共混的方式要实现导热塑料的高导热率对填料填充量的需求较大。对于导热复合材料而言，最重要的是构建“导热通路”。3D导热通路的构建有利于导热填料最大限度的发挥作用，从而展现出优异的导热性能。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的在于提供一种三维相分离导热塑料母粒及其制备方法，制备的导热塑料母粒在极低的填充量(25wt％)下可实现极高的导热性能(导热系数≥3.5W/m
·>K)，此导热塑料母粒可广泛应用于对导热有较高要求的领域。
[0005]本专利技术采取的技术方案之一是：一种三维相分离导热塑料母粒，所述导热塑料母粒包括塑料母粒和h
‑
BN，所述塑料母粒的材料为聚乙烯，聚氯乙烯，聚丙烯，聚酰胺，聚碳酸酯，聚甲基丙烯酸甲酯，尼龙，尼龙66中的一种或者两种或者两种以上的复合物；所述h
‑
BN在导热塑料母粒中的重量比为5％～25％。
[0006]作为本方案的进一步优选，所述塑料母粒的粒径为300～500μm。
[0007]作为本方案的进一步优选，所述h
‑
BN的粒径为10～30μm。
[0008]本专利技术采取的技术方案之二是：一种三维相分离导热塑料母粒的其制备方法，制备包括以下步骤：
[0009](a)塑料母粒磺酸基的处理；
[0010]1)将塑料粒子经造粒机重新造粒，造粒成粒径为(300～500)um；
[0011]2)将造粒好的塑料粒子置于一定浓度的H2SO4水溶液中搅拌处理(12～24)h，塑料粒子的浓度控制在(50～200)g/L，处理后的塑料粒子经抽滤处理后置于烘箱中烘干备用；
[0012](b)h
‑
BN的处理
[0013]1)将h
‑
BN放置在管式炉中热处理，然后冷却至室温；
[0014]2)将上述处理的h
‑
BN配置成水溶液，浓度为(10～50)g/L，然后加入一定质量的阳离子表面活性剂，在一定温度下反应一段时间，后经抽滤处理后置于烘箱中烘干备用；
[0015](c)h
‑
BN与塑料粒子的静电自组装
[0016]按比例称取上述步骤(a)和步骤(b)中处理的材料，放置于事先配置的具有一定pH值的水溶液中，搅拌(5～10)min后静置(20～30)min，两者通过静电自组装的方式结合在一起；后经抽滤处理后置于烘箱中烘干，即得三维相分离的导热塑料母粒。
[0017]作为本方案的进一步优选，所述塑料粒子使用H2SO4进行磺化处理以使其带有羧基，H2SO4的浓度为(4～8)mol/L。
[0018]作为本方案的进一步优选，所述阳离子表面活性包括3
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氨基丙基三乙氧基硅烷，十六烷基三甲基溴化铵，十八烷基三甲基氯化馁，十二烷基二甲基氧化胺中的一种或几种。
[0019]作为本方案的进一步优选，所述h
‑
BN的处理温度为(60～80)℃，处理时间为(12～24)h。
[0020]作为本方案的进一步优选，在静电自组装过程中控制pH的范围为6～10。
[0021]作为本方案的进一步优选，处理后的h
‑
BN与塑料粒子的质量比为(5
‑
25)：100。
[0022]作为本方案的进一步优选，所述步骤(a)中，处理后的塑料粒子经抽滤处理后置于50℃烘箱中烘24h备用。
[0023]作为本方案的进一步优选，所述步骤(b)中，h
‑
BN在管式炉中在1000℃的空气气氛下热处理2小时，并且h
‑
BN于阳离子表面活性剂，在一定温度下反应后经抽滤处理再置于50℃烘箱中烘24h备用。
[0024]作为本方案的进一步优选，所述步骤(c)中，静电自组装结合后经抽滤处理再置于50℃烘箱中烘24h。
[0025]本专利技术的有益效果是：本专利技术通过化学改性使六方氮化硼(h
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BN)和塑料母粒分别带有不同的正负电荷，两者会通过静电自组装的方式结合在一起。h
‑
BN吸附在塑料母粒的表面，在高温熔融以后h
‑
BN相与塑料母粒之间形成相分离结构。h
‑
BN相包裹住塑料母粒相构成3D导热通路，此方法可实现在较低的填充量下导热通路的构建，使具有导热功能的h
‑
BN最大的发挥作用，从而实现在较低的填充量下高导热功能的实现。制备的导热塑料母粒制成复合材料后在极低的填充量(25wt％)下，导热系数≥3.5W/m
·
K，展现出优异的导热性能。
[0026]本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。
具体实施方式
[0027]下面结合具体实施例对本专利技术进行详细说明。
[0028]实施例1
[0029]一种三维相分离导热塑料母粒，其包括塑料母粒和h
‑
BN，所述塑料母粒的材料为聚乙烯，聚氯乙烯，聚丙烯，聚酰胺，聚碳酸酯，聚甲基丙烯酸甲酯，尼龙，尼龙66中的一种或者两种或者两种以上的复合物；所述h
‑
BN在导热塑料母粒中的重量比为5％～25％。
[0030]该三维相分离导热塑料母粒的制备方法包括以下步骤：
[0031]a)塑料母粒磺酸基的处理
[0032]1)将100g购买的PP塑料粒子经造粒机重新造粒，造粒成粒径为350um；
[0033]2)将造粒好的PP塑料粒子置于浓度为8mol/L的H2SO4水溶液中搅拌处理24h，塑料粒子的浓度控制在100g/L，处理后的塑料粒子经抽滤处理后置于50℃烘箱中烘24h备用；
[0034]b)h
‑
BN的处理
[0035]1)将30g h
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种三维相分离导热塑料母粒，其特征在于，所述导热塑料母粒包括塑料母粒和h
‑
BN，所述塑料母粒的材料为聚乙烯，聚氯乙烯，聚丙烯，聚酰胺，聚碳酸酯，聚甲基丙烯酸甲酯，尼龙，尼龙66中的一种或者两种或者两种以上的复合物；所述h
‑
BN在导热塑料母粒中的重量比为5％～25％。2.根据权利要求1所述的一种三维相分离导热塑料母粒，其特征在于，所述塑料母粒的粒径为300～500μm。3.根据权利要求1所述的一种三维相分离导热塑料母粒，其特征在于，所述h
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BN的粒径为10～30μm。4.一种三维相分离导热塑料母粒的其制备方法，其特征在于，制备包括以下步骤：(a)塑料母粒磺酸基的处理；1)将塑料粒子经造粒机重新造粒，造粒成粒径为(300～500)um；2)将造粒好的塑料粒子置于一定浓度的H2SO4水溶液中搅拌处理(12～24)h，塑料粒子的浓度控制在(50～200)g/L，处理后的塑料粒子经抽滤处理后置于烘箱中烘干备用；(b)h
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BN的处理1)将h
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BN放置在管式炉中热处理，然后冷却至室温；2)将上述处理的h
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BN配置成水溶液，浓度为(10～50)g/L，然后加入一定质量的阳离子表面活性剂，在一定温度下反应一段时间，后经抽滤处理后置于烘箱中烘干备用；(c)h
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BN与塑料粒子的静电自组装按比例称取上述步骤(a)和步骤(b)中处理的材料，放置于事先配置的具有一定pH值的水溶液中，搅拌(5～10)min后静置(20～30)min，两者通过静...
【专利技术属性】
技术研发人员：董斌，李皓，
申请(专利权)人：南京冠旭新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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