一种利用超支化聚酯制备高导热PA66复合材料的方法技术

本发明专利技术公开了一种利用超支化聚酯制备高导热PA66复合材料的方法，包括如下步骤：（1）将一定量的超支化聚酯在一定的有机溶剂中混合，形成第一混合物，第一混合物溶液呈现微黄澄清即说明混合均匀；（2）再将第一混合物按配比与氮化硼粉末混合，搅拌均匀。随后将其在80℃下持续烘干12小时后拿出用研钵研磨成粉末状，继续在80℃烘箱中烘15小时充分去除溶剂，之后继续研磨得到最后白色粉末状物质；（3）将步骤（2）得到的白色粉末与尼龙树脂按配比预混合，再通过转矩流变仪熔融混合，最后热压成片得到导热聚合物材料；本发明专利技术方法简单、容易操作、价格低廉、制备条件温和、环境友好以及可以高效持续大量生产高导热聚合物材料。大量生产高导热聚合物材料。大量生产高导热聚合物材料。

【技术实现步骤摘要】
一种利用超支化聚酯制备高导热PA66复合材料的方法


[0001]本申请涉及导热聚合物制备领域，具体涉及一种利用超支化聚酯制备高导热PA66复合材料的方法。

技术介绍

[0002]超支化聚酯是在超支化聚合物发展过程中孕育出来的一类品种多、应用领域广的新材料，是超支化聚合物家族中主要的成员之一，也是目前研究最多的超支化聚合物。超支化聚酯的支化重复单元以酯基为特征基团，具有典型的高度支化结构、类球形的分子形状、大量端基等特点。超支化聚酯有多种合成方法，包括AB∶(x>1)型单体自缩合聚合、多支化开环聚合以及多官能度单体共聚合等；超支化聚酯具有羟基等大量的活性端基官能团，很容易进行端基修饰改性，赋予其多功能性，拓展其应用领域；同时合成超支化聚酯的原料来源广泛，多种单体已经商品化，具有良好的推广应用基础。因此，独特的分子结构和性能、方便的制备方法以及容易进行工业化生产等优势使得这种新型聚酯从诞生之日就引起科研工作者们高度关注并投之于不懈的研究和开发。
[0003]尼龙66(PA66)是一种结晶型聚合物，具有优异的加工性能、力学性能、耐磨以及耐化学药品性。但是其本征热导率很低，其导热系数只有0.2
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0.3，难以满足其在导热和散热领域的应用，通过在聚合物中添加导热填料，可以大大改善聚合物的热行为，常用的导热填料有三类，分别为金属填料粒子，碳材料和无机导热粒子，其中无机导热粒子主要有氧化铝、氮化铝、氮化硅、氮化硼、碳化硅、氧化镁等，是制备导热绝缘聚合物材料的主要填料；但是导热粒子加入到聚合物基体中时，要想达到理想的性能，通常需要添加大含量的导热填料，导致其在有机基体中难以均匀分散，发生团聚，影响聚合物复合材料的力学性能，加工流动性，导热性能等。而超支化聚合物是一种具有高度支化的三维准球形分子结构、大量末端官能团以及无链缠结等特点，因而表现出良好的溶解性、较小的溶液或熔体黏度等独特的理化性质。利用超支化聚合物独特的三维拓扑结构，能更好的使氮化硼在尼龙基体中分散，形成连续的三维导热网络结构。因此本专利技术将超支化聚合物修饰氮化硼，并将其加入到聚合物基体中来提高聚合物的导热性能。

技术实现思路

[0004]本申请的目的在于提供一种以超支化聚酯为助剂制备高导热聚合物材料的方法，该方法优势在于工艺简单、操作方便、成本可控、制备条件温和、环境友好以及可以高效持续大量生产导热性能良好的高分子材料。
[0005]为实现上述专利技术目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0006]一种以超支化聚酯为助剂制备导热聚合物材料的方法，包括如下步骤：
[0007](1)将一定量的超支化聚酯在一定的有机溶剂中混合，形成第一混合物，混合物溶液呈现微黄澄清即说明混合均匀；
[0008](2)再将第一混合物按配比与氮化硼粉末混合，搅拌均匀，肉眼识别无明显块状物
质，即可判断搅拌均匀。随后将其在80℃下持续烘干12小时后拿出用研钵研磨成粉末状，继续在80℃烘箱中烘15小时充分去除溶剂，之后继续研磨得到最后白色粉末状物质；
[0009](3)将步骤(2)得到的白色粉末与尼龙树脂按配比预混合，再通过转矩流变仪熔融混合，最后热压成片得到导热聚合物材料；
[0010]其中，以超支化聚酯、氮化硼和尼龙的总质量为100％计，尼龙的质量百分含量为1％
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60％，氮化硼的质量百分含量为1％
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50％，超支化聚酯的质量百分含量为0.5％
‑
10％。
[0011]本专利技术是尼龙和氮化硼为主体在超支化聚酯的辅助下通过转矩流变仪共混，压片制备尼龙高导热复合材料。超支化聚酯粘附在氮化硼表面，使氮化硼均匀分散在尼龙基体中，提高了尼龙复合材料的导热性能，氮化硼以其良好的导热性能改性尼龙树脂的导热性能。在热压成型后超支化聚酯处理的氮化硼在尼龙基体中形成三维导热网络，通过超支化聚酯处理的氮化硼之间搭建的网络热量可以实现快速传导。
[0012]在上述技术方案中，超支化聚酯(HBPE)的作用有二，第一：HBPE特有的酯基与尼龙有较好的相容性，使氮化硼能在尼龙基体中混合均匀，防止团聚，形成连续的三维导热网络；第二：HBPE由于具有特殊的拓扑结构，具有低粘度、高溶解度、低链缠结等特点，使其在加工过程中能显著降低熔体的粘度，加工简便，使制品表面光滑，降低能耗。
[0013]本专利技术步骤(1)中，使一定量的超支化聚酯(HBPE)在一定量的有机溶剂中混合并超声的目的在于使得HBPE可以充分地溶解在有机溶剂中。所述的有机溶剂优选对于HBPE具有良好溶解性能且能在后续处理中方便去除的有机溶剂，这类有机溶剂有很多，如丙酮，乙醇，乙醇+水溶液，二氯甲烷，四氢呋喃，N,N
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二甲基甲酰胺等，特别优选的有机溶剂为N,N
‑
二甲基甲酰胺、二氯甲烷和四氢呋喃中的至少一种，HBPE在这几种有机溶剂中溶解性能最佳使得HBPE的支链可以完全舒展开，可以与氮化硼更均匀的混合，而获得导热性能更佳的导热聚合物材料。
[0014]作为优选，步骤(1)在操作上可以先将超支化聚酯溶于有机溶剂中，再将超支化聚酯溶液与氮化硼混合。
[0015]作为优选，步骤(2)中通过搅拌使氮化硼和HBPE在有机溶剂中混合均匀，搅拌时间为0.1h
‑
24h，搅拌速度为100
‑
1000rad/min。在该实施方式中，搅拌可以使得HBPE有更多的机会和氮化硼接触，HBPE与氮化硼接触后会有氢键相互作用，使HBPE粘附氮化硼表面，进而获得散热性能更佳的散热聚合物材料。
[0016]作为优选，步骤(2)中，采用下述方式的一种或者几种的组合去除溶剂：(冷风或热风)吹扫、烘箱干燥、旋蒸。
[0017]本专利技术步骤(3)中，如果在高聚物分子中含有容易被水解的化学基团，则在酸或碱的作用下会被水解，从而发生降解。聚酰胺分子中—CONH—是亲水基团，使聚酰胺具有吸水性，吸水性随分子中—CH2—比例的增加而减少，水分的存在会导致尼龙树脂在加工过程中酰胺键的水解，使分子量降低，使制品物理力学性能降低。故在以一定比例预混合前，需要将尼龙树脂在80℃的烘箱中干燥24小时，以充分去除水分。
[0018]本专利技术步骤(3)中，热压成片之前将转矩流变仪共混得到的导热尼龙复合材料在80℃的烘箱中提前干燥24小时，以充分去除水分。
[0019]本专利技术步骤(3)中，热压成片的条件为：热压温度在270
‑
290℃，热压压力为10
‑
20MPa，热压工艺为预热3
‑
8min，放气3
‑
5次，压合5
‑
15min，冷却15
‑
45s。热压成片时温度如
果过低，聚合物不能完全达到熔融状态，将得不到完整的制品。若温度过高，聚合物和超支化聚酯开始分解，影响聚合物导热复合材料的力学性能和导热性能。
[0020]与现有技术相比，本专利技术的有益效果在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用超支化聚酯制备高导热 PA66 复合材料的方法，包括如下步骤：（1）将一定量的超支化聚酯在一定的有机溶剂中混合，形成第一混合物，混合物溶液呈现微黄澄清即说明混合均匀；（2）再将第一混合物按配比与氮化硼粉末混合，搅拌均匀，肉眼识别无明显块状物质，即可判断搅拌均匀，随后将其在80℃下持续烘干12小时后拿出用研钵研磨成粉末状，继续在80℃烘箱中烘15小时充分去除溶剂，之后继续研磨得到最后白色粉末状物质；（3）将步骤（2）得到的白色粉末与尼龙树脂按配比预混合，再通过转矩流变仪熔融混合，最后热压成片得到导热聚合物材料；其中，以超支化聚酯、氮化硼和尼龙的总质量为100%计，尼龙的质量百分含量为1%
‑
60%，氮化硼的质量百分含量为1%
‑
50%，超支化聚酯的质量百分含量为0.5%
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10%。2.如权利要求1所述的一种利用超支化聚酯制备高导热 PA66 复合材料的方法，其特征于：所述的尼龙树脂为尼龙66，熔点为262℃，端氨基含量为43mmol/kg的白色切片。3.如权利要求1所述的一种利用超支化聚酯制备高导热 PA66 复合材料的方法，其特征在于：所述的氮化硼为六方氮化硼，颗粒粒径为100纳米。4.如权利要求1所述的一种利用超支化聚酯制备高导热 PA66 复合材料的方法，其特征在于：所述的超支化聚酯为耐热型脂肪族超支化聚酯，分子量为1100g/mol，羟值为600
±
20mg KOH/g，酸值＜20mg KOH/g。5.如权利要求1
‑
4之一所述的一种利用超支化聚酯制备高导热 PA66 复合材料的方法，其特征在于：尼龙树脂的质量百分含量为50
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90%，氮化...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐立新，王清，王文林，叶会见，
申请(专利权)人：浙江元盛塑业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：