一种聚烯烃基绝缘高导热复合材料及制备方法技术

本发明专利技术公开一种聚烯烃基绝缘高导热复合材料及制备方法，所述复合材料包含按重量分数比构成的以下组分：改性绝缘导热填料45-75份、改性导电导热填料5-10份、聚烯烃类聚合物15-50份及0.05-0.25份热稳定剂。所述复合材料的制备过程包括以下步骤：（1）改性绝缘导热填料的制备；（2）改性导电导热填料的制备；（3）复合材料各组分熔融共混、密炼造粒；（4）成型。本发明专利技术所获得的复合材料其导热率高于3W/m·K，综合力学性能和绝缘性能均较好，而且可很方便制成各种形状，因此可广泛适用于电子元件、电器和LED等散热器，提高其使用寿命。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于化工复合材料
，尤其是一种聚烯烃基绝缘高导热复合材料及制备方法。
技术介绍
近年来，电子产品正快速向高性能化、高频化、高速化与轻薄化的方向发展，由此带来的必然结果是电子产品的工作环境急剧向高温方向变化，温度的升高又反过来影响产品的运行速度、可靠性和使用寿命。据统计，温度每升高1℃，CPU的主频将下降3～5％，运行速度大幅度下降，如Pentium4CPU1.6G（笔记本电脑），当系统温度过高到达一定范围后，P4的CPU就会自动降频到1.2G的主频工作；电子元器件温度每升高2°C，其可靠性下降10%；在新兴产业LED领域，LED发光时所产生的热能若无法导出，将会使LED结面温度过高，进而影响生命周期、发光效率、稳定性等。因此，开发先进的散热材料以便及时散热成为当前电子信息材料及其相关产业一个刻不容缓的课题。从导热性能的角度，金属是当之无愧的首选，大多数金属材料的导热性能都比较好（50～425W/(m·K)），如铝237W/(m·K)，铜401W/(m·K)，银420W/(m·K)，金318W/(m·K)。但金属密度大、耐腐蚀性差且绝缘性能不好，这在一定程度上限制了金属材料在导热材料领域的应用。无机化合物如氧化物、氮化物和碳化物也是较好的导热填料（1～150W/(m·K)），如氧化锌26W/(m·K)，氧化铝30W/(m·K)，氧化镁36W/(m·K)，碳化硅83.6W/(m·K)，氮化硼125W/(m·K)，且具有较好绝缘性，但通常需要较高的填充量才能达到较好的导热效果，这给加工带来不少困难，另外，在成本增加的同时力学性能也有较大下降。塑料材料多数是绝缘材料并具备耐腐蚀性和力学性能，比重低，价格便宜且易于加工，但导热率较低，因此在导热领域上的应用也受到局限。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种聚烯烃基绝缘高导热复合材料及制备方法，使材料在具有好的导热性、较好的综合力学性能和可接受的成本的同时，还具有优良的绝缘性。本专利技术解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：一种聚烯烃基绝缘高导热复合材料，该复合材料含有按重量分数比构成的以下组分：而且，所述的绝缘导热填料至少是氧化镁、氧化铝、氧化锌、氧化硅、氧化钛、氧化钴、氧化铜、氮化硅、氮化铝、氮化硼、碳化硅、碳化钛及碳化硼中的一种，或任意两种或任意两种以上，以任意比例组成的混合物，所有绝缘导热填料的粒径为1000-4000目。而且，所述的改性绝缘导热填料是指通过将绝缘导热填料和表面处理剂一起加入到搅拌机内，在80-120°C温度条件下，高速搅拌处理30-120min所得。而且，所述的导电导热填料至少是铝粉、钴粉、镍粉、钛粉、银粉、铜粉及铁粉中的一种，或任意两种或任意两种以上，以任意比例组成的混合物，所有导电导热填料的粒径为1000-4000目。而且，所述的改性导电导热填料是指通过将导电导热填料和表面处理剂一起加入到可升温高速搅拌机内，在80-120°C温度条件下，高速搅拌处理30-120min所得。而且，所述的表面处理剂至少是硅烷类偶联剂及钛酸酯类偶联剂中的一种，偶联剂用量为导电导热填料重量的0.5-1%。而且，所述的硅烷类偶联剂至少是γ-氯丙基三乙氧基硅烷、γ―(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、甲基二乙氧基乙二胺丙基硅烷及乙烯基三甲氧基硅烷中的一种。而且，所述的钛酸酯类偶联剂至少是异丙基二油酸酰氧基(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯、异丙基三(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯、单烷氧基不饱和脂肪酸钛酸酯、异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯、双（二辛氧基焦磷酸酯基）乙撑钛酸酯、双（二辛氧基焦磷酸酯基）乙撑钛酸酯和三乙醇胺的螯合物、植物酸型单烷氧基类钛酸酯、焦磷酸型单烷氧基类钛酸酯、磷酸型单烷氧基类钛酸酯及复合磷酸型单烷氧基类钛酸酯中的一种。而且，所述的聚烯烃类聚合物至少是高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯型嵌段共聚物及丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物中的一种。而且，所述的热稳定剂至少是三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯、二缩三乙二醇双[β-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸酯]、2,6-二叔丁基对甲酚、二亚磷酸季戊四醇二硬脂醇酯、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、硫代二乙撑双[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯、1,3,5-三甲基-2,4,6-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲基)苯及硫代二丙酸双十二醇酯中的一种。一种聚烯烃基绝缘高导热复合材料的制备方法，该方法包括以下步骤：（1）改性绝缘导热填料的制备：将1000-4000目干燥的绝缘导热填料和占绝缘导热填料重量0.5-1%的表面处理剂一起加入到可升温的高速搅拌机内，升温到80-120°C之间，并高速搅拌30-120min，即可获得改性绝缘导热填料；（2）改性导电导热填料的制备：将1000-4000目干燥的导电导热填料和占导电导热填料重量0.5-1%的表面处理剂一起加入到可升温的高速搅拌机内，升温到80-120°C之间，并高速搅拌30-120min，即可获得改性导电导热填料；（3）复合材料粒料的制备：按照改性绝缘导热填料45-75份、改性导电导热填料5-10份、聚烯烃类聚合物15-50份、热稳定剂0.05-0.25份比例称取各相应组分一起加入到密炼机内，熔融共混30-60min，然后经单螺杆挤出造粒获得复合材料粒料；（4）成型与冷却：将步骤（3）所得复合材料粒料经过压延或模压工艺制备不同厚度的片材。本专利技术的优点和积极效果是：本专利技术所获得的复合材料其导热率高于3W/m·K，综合力学性能和绝缘性能均较好，而且可很方便制成各种形状，因此可广泛适用于电子元件、电器和LED等散热器，提高其使用寿命。具体实施方式以下对本专利技术实施例做进一步详述：需要强调的是，本专利技术所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本专利技术并不限于具体实施方式中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本专利技术的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本专利技术保护的范围。实施例1：一种聚烯烃基绝缘高导热复合材料及制备方法，其制备工艺为：（1）绝缘导热填料表面改性及导电导热填料本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚烯烃基绝缘高导热复合材料，其特征在于：该复合材料含有按重量分数比构成的以下组分：FDA00003397183100011.jpg

【技术特征摘要】
1.一种聚烯烃基绝缘高导热复合材料，其特征在于：该复合材料含有按重量分数比构成
的以下组分：
2.根据权利要求1所述的聚烯烃基绝缘高导热复合材料，其特征在于：所述的绝缘导热
填料至少是氧化镁、氧化铝、氧化锌、氧化硅、氧化钛、氧化钴、氧化铜、氮化硅、氮化铝、
氮化硼、碳化硅、碳化钛及碳化硼中的一种，或任意两种，或任意两种以上，以任意比例组
成的混合物，所有绝缘导热填料的粒径为1000-4000目。
3.根据权利要求1所述的聚烯烃基绝缘高导热复合材料，其特征在于：所述的改性绝缘
导热填料是指通过将绝缘导热填料和表面处理剂一起加入到搅拌机内，在80-120°C温度条
件下，高速搅拌处理30-120min所得。
4.根据权利要求1所述的聚烯烃基绝缘高导热复合材料，其特征在于：所述的导电导热
填料至少是铝粉、钴粉、镍粉、钛粉、银粉、铜粉及铁粉中的一种，或任意两种，或任意两
种以上，以任意比例组成的混合物，所有导电导热填料的粒径为1000-4000目。
5.根据权利要求1所述的聚烯烃基绝缘高导热复合材料，其特征在于：所述的改性导电
导热填料是指通过将导电导热填料和表面处理剂一起加入到可升温高速搅拌机内，在80-120
°C温度条件下，高速搅拌处理30-120min所得。
6.根据权利要求3或5所述的聚烯烃基绝缘高导热复合材料，其特征在于：所述的表面
处理剂至少是硅烷类偶联剂及钛酸酯类偶联剂中的一种，偶联剂用量为导电导热填料重量或
绝缘导热填料重量的0.5-1%。
7.根据权利要求6所述的聚烯烃基绝缘高导热复合材料，其特征在于：所述的硅烷类偶
联剂至少是γ-氯丙基三乙氧基硅烷、γ―(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯
酰氧基丙基三甲氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、甲基二乙氧基乙二胺丙
基硅烷及乙烯基三甲氧基硅烷中的一种。
8.根据权利要求6所述的聚烯烃基绝缘高导热复合材料，其特征在于：所述的钛酸酯类
偶联剂至少是异丙基二油酸酰氧基(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯、异丙基三(二辛基磷酸酰氧基)

\t钛酸酯、单烷氧基不饱和脂肪酸钛酸酯、异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯、双（二辛
氧基焦磷酸酯基）乙...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋旭，卢灿辉，曹东旭，陈珍明，陈彦恩，
申请(专利权)人：地球卫士天津环保新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：