一種導(dǎo)熱增韌阻燃增強的pbt塑料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于高分子材料領(lǐng)域，涉及一種PBT塑料，具體涉及一種導(dǎo)熱增韌阻燃增強 的PBT塑料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 聚對苯二甲酸丁二醇酯（Polybutylene terephthalate，簡稱PBT)是由對苯二甲 酸與1，4丁二醇的縮聚而成的乳白色半透明、結(jié)晶型熱塑性聚酯樹脂。最早由美國Celanese 公司于1970年進行工業(yè)開發(fā)，目前已成為發(fā)展最快的工程塑料之一。PBT具有優(yōu)良的耐熱 性、耐摩擦磨損性、耐化學(xué)藥品性以及尺寸穩(wěn)定性好、成型加工性好等特點，被廣泛應(yīng)用于 電子電氣、汽車工業(yè)以及家用電器等領(lǐng)域。
[0003] 現(xiàn)代電子技術(shù)主要是微電子技術(shù)，微電子技術(shù)為現(xiàn)代科技、軍事、國民經(jīng)濟及人們 的日常工作和生活開創(chuàng)了前所未有的發(fā)展基礎(chǔ)和條件。微電子技術(shù)的關(guān)鍵是電子封裝技 術(shù)，封裝技術(shù)是指在保證絕緣可靠性的前提下提高傳輸速度、功率和散熱能力，增加輸入/ 輸出端口數(shù)，減小器件尺寸，降低生產(chǎn)成本。因此電子封裝正向著高集成度、高密度、芯片的 大功率化、高頻和布線細微化方向發(fā)展。這使得在有限的體積內(nèi)會產(chǎn)生更多的熱量，如果熱 量不能及時導(dǎo)出，積累過多，會造成集成電路和芯片溫度升高，影響其工作，甚至燒毀電子 元器件。電子封裝技術(shù)的快速發(fā)展要求封裝材料具有優(yōu)良的導(dǎo)熱性。早期應(yīng)用于電子封裝 的材料多為無機導(dǎo)熱絕緣材料，如金屬氧化物、氮化物陶瓷及其它非金屬材料，由于材料自 身的局限性，如價格昂貴、難以加工成型等，已無法滿足現(xiàn)代電子封裝技術(shù)的發(fā)展要求。聚 合物材料由于自身密度小并且具有優(yōu)良的電氣絕緣性、介電性能、成型加工性，已廣泛應(yīng)用 于封裝領(lǐng)域，并逐步取代傳統(tǒng)陶瓷封裝材料。
[0004] 但是聚合物材料都是熱的不良導(dǎo)體，導(dǎo)熱系數(shù)一般都低于O.SWm^T1(如PBT的導(dǎo) 熱系數(shù)約為O^SWm^T 1)，因此制備具有優(yōu)良綜合性能的高導(dǎo)熱聚合物材料正成為封裝材 料領(lǐng)域的關(guān)鍵問題。目前市場開發(fā)的導(dǎo)熱PBT主要是采用金屬氧化物進行共混改性，但金屬 氧化物的導(dǎo)熱系數(shù)較低，并且添加量非常大，使得PBT的性能降低嚴重，限制了其應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種導(dǎo)熱增韌阻燃增強的PBT塑 料。
[0006] 為達到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種導(dǎo)熱增韌阻燃增強的PBT塑料， 它由下述組分按重量百分比組成： PBT樹脂 40~65%;
[0007] 玻璃纖維 ]5~30%; 導(dǎo)熱填料 4~9%; 阻燃劑 10~15%: 抗氧化劑 0.K0.3%;
[0008] 增籾劑 1~8%; 潤滑劑 0,2~丨％; 相容劑 1~7%;
[0009] 所述導(dǎo)熱填料由氧化石墨烯、碳納米管和氮化鋁混合而成。
[0010] 本發(fā)明中氧化石墨烯、碳納米管和氮化鋁的質(zhì)量比優(yōu)選為1~10:1~10:0.2~5。
[0011] 本發(fā)明中PBT樹脂的數(shù)均分子量優(yōu)選為60000~100000
[0012] 本發(fā)明中阻燃劑優(yōu)選為硼酸鹽與金屬氫氧化物的復(fù)配阻燃劑，其質(zhì)量比為1:1~ 1.5, 更進一步地優(yōu)選為1: 1。
[0013] 本發(fā)明中增韌劑優(yōu)選為POE-g-GMA，EBA-g-GMA、AX8900中的一種或多種組成的混 合物。
[0014] 本發(fā)明中抗氧化劑優(yōu)選為抗氧劑1076與抗氧劑168復(fù)配而成，其質(zhì)量比為1:1~ 1.5, 更進一步地優(yōu)選為1: 1。
[0015] 本發(fā)明中，所述潤滑劑優(yōu)選為聚乙烯蠟、脂肪酸皂、脂肪酰胺中的一種或多種組成 的混合物，而相容劑優(yōu)選為苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸水甘油酯、脂肪酸皂、脂肪酰胺中的 一種或多種組成的混合物。
[0016] 本發(fā)明的又一目的在于提供一種上述導(dǎo)熱增韌阻燃增強的PBT塑料的制備方法， 它包括以下步驟：（1)將配方量的導(dǎo)熱填料和阻燃劑加入高速混料機中，以200~500轉(zhuǎn)/分 鐘的速度混合5~10分鐘，再加入配方量的抗氧化劑和增韌劑繼續(xù)混合5~10分鐘，再加入 配方量的潤滑劑與相容劑繼續(xù)混合5~lOmin得第一混合物料；（2)將配方量的PBT樹脂投入 干燥塔中，在1 〇〇~150°C干燥2~3小時，隨后將其投入雙螺桿擠出機內(nèi)，再向雙螺桿擠出機 內(nèi)加入所述第一混合物料和配方量的玻璃纖維，共混后擠出、冷卻、切粒和計量包裝即可。
[0017] 優(yōu)化地，所述雙螺桿擠出機的各段溫度為：240°C、240°C、205°C、185°C、185°C、180 °C、180°C、225°C，其轉(zhuǎn)速為350~400轉(zhuǎn)/分鐘。
[0018] 由于上述技術(shù)方案運用，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點：本發(fā)明導(dǎo)熱增韌 阻燃增強的PBT塑料，一方面選擇由氧化石墨烯、碳納米管以及氮化鋁混合而成的導(dǎo)熱填 料，使其不僅具有超高的導(dǎo)熱系數(shù)、優(yōu)異的機械性能，更有利于有效導(dǎo)熱網(wǎng)絡(luò)的形成，可以 實現(xiàn)導(dǎo)熱填料的少量添加而大幅度提高材料導(dǎo)熱系數(shù)并且保持PBT材料良好的力學(xué)性能的 目的；另一方面添加了增韌劑、相容劑，改善了 PBT樹脂與其它組分的相容性，有效平衡了高 填充量與材料的機械性能，使材料具有優(yōu)良的導(dǎo)熱性、阻燃性的同時具有優(yōu)良的力學(xué)性能， 拓寬了材料的應(yīng)用范圍。
[0019] 本發(fā)明導(dǎo)熱增韌阻燃增強的TOT塑料的制備方法，通過控制物料的加料順序，能夠 有效改善PBT塑料中各組分的分散均勻性，從而最終改善PBT塑料的性能。
【具體實施方式】
[0020]本發(fā)明導(dǎo)熱增韌阻燃增強的PBT塑料，它由下述組分按重量百分比組成:PBT樹脂 40~65% ;玻璃纖維15~30% ;導(dǎo)熱填料4~9% ;阻燃劑10~15% ;抗氧化劑0· 1~0.3% ;增 韌劑1~8% ;潤滑劑0.2~1% ;相容劑1~7% ;所述導(dǎo)熱填料由氧化石墨烯、碳納米管和氮 化鋁混合而成。二維結(jié)構(gòu)的氧化石墨烯導(dǎo)熱系數(shù)在SOOOWm^T1左右，一維結(jié)構(gòu)的碳納米管 導(dǎo)熱率為βδΟΟΙπ^ΙΓ 1，三維結(jié)構(gòu)的微米級氮化鋁導(dǎo)熱系數(shù)為SOOWm^T1，這些填料的導(dǎo)熱系 數(shù)比傳統(tǒng)使用的金屬氧化物導(dǎo)熱填料的導(dǎo)熱系數(shù)高一到兩個數(shù)量級;更重要是碳納米管和 氧化石墨烯在氮化鋁中起到導(dǎo)熱橋梁的作用，更有利于有效導(dǎo)熱網(wǎng)絡(luò)的形成，只需少量添 加即可大幅度提高材料導(dǎo)熱系數(shù)并且保持PBT材料良好的力學(xué)性能。另外，在配方中添加增 韌劑、相容劑，改善了PBT樹脂與其它組分的相容性，有效平衡了高填充量與材料的機械性 能，使材料具有優(yōu)良的導(dǎo)熱性、阻燃性的同時具有優(yōu)良的力學(xué)性能，拓寬了材料的應(yīng)用范 圍。氧化石墨烯、碳納米管和氮化鋁的質(zhì)量比優(yōu)選為1~10:1~10:0.2~5,平衡成本的同時 進一步改善PBT塑料的性能。
[0021 ] PBT樹脂選用常規(guī)的即可，例如珠海中福5022、江蘇何氏701、sabicPBT357、 crasiinj嚇BT等，數(shù)均分子量優(yōu)選為60000~100000,以有利于與其它組分的混合均勻。阻燃 劑優(yōu)選為硼酸鹽與金屬氫氧化物的復(fù)配阻燃劑，硼酸鹽與金屬氫氧化物能夠產(chǎn)生協(xié)同阻燃 效應(yīng)，提高阻燃性能，避免了傳統(tǒng)聚磷酸鹽阻燃劑耐水性差、熱穩(wěn)定性不高的缺點，并且實 現(xiàn)了無鹵、無磷綠色環(huán)保生產(chǎn)，它們的質(zhì)量比為1:1~1.5,具體優(yōu)選為1:1，如硼酸鈣與氫氧 化鋁按質(zhì)量比1:1復(fù)配。增韌劑優(yōu)選為P0E-g-GMA，EBA-g-GMA、AX8900中的一種或多種組成 的混合物，如 AX8900 和 ΡΟΕ-g-GMA按 1:1復(fù)配、BA-g-GMA和 AX8900按1:1復(fù)配以及P0E-g-GMA、 EBA-g-GMA與AX8900按1:1:1復(fù)配等。抗氧化劑優(yōu)選為不同抗氧劑的復(fù)配，如由抗氧劑1076 與抗氧劑168復(fù)配而成，其質(zhì)量比為1:1~1.5,具體優(yōu)選為1:1。潤滑劑選用常規(guī)的那些即 可，如聚乙烯蠟、脂肪酸皂、脂肪酰胺中的一種或多種組成的混合物;相容劑選用常規(guī)的那 些即可，如苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸水甘油酯(SAG)、脂肪酸皂、脂肪酰胺中的一種或多 種組成的混合物。
[0022]下面將結(jié)合實施例對本發(fā)明進行進一步說明。
[0023] 實施例1
[0024] 本發(fā)明提供一種導(dǎo)熱增韌阻燃增強的PBT塑料，按其重量百分數(shù)包括以下組分