一種和光擴散材料共擠出的導熱材料及其製備方法
2023-04-29 05:12:06
專利名稱：一種和光擴散材料共擠出的導熱材料及其製備方法
技術領域：
本發明涉及聚碳酸酯樹脂複合材料領域，具體涉及一種和光擴散材料共擠出的導熱材料以及其製備方法。
背景技術：
LED日光燈作為新一代綠色環保節能照明光源，已經被廣泛應用於家庭照明、商鋪照明、酒店照明、辦公室照明、展館照明等多 個領域，成為LED產業中發展最為迅速的一個細分市場，前景備受關注。從近年來LED產業發展趨勢看，伴隨LED產業推廣力度加大、LED技術不斷成熟，LED日光燈也還將保持快速發展的態勢。 現有的LED日光燈基本採用散熱器和光擴散燈罩一起組裝，散熱器一般是採用鋁型材，鋁型材在生產中會有電鍍的工序，而電鍍產生的廢液中的金屬會對水源和土壤造成嚴重的汙染。另外鋁型材在擠出成型後往往還要有去毛邊的程序，加工周期較長。安全方面因為鋁合金的外殼導電而產生安全隱患。採用導熱塑料和光擴散PC共擠技術，一次加工成型成為全塑的LED日光燈管，簡化了工序，減少了汙染，節省了加工裝配成本。但因該技術處於起步階段，全塑LED日光燈管在使用的過程中因強度不夠而出現變形的情況，影響了其推廣應用。
發明內容
本發明的目的是克服現有技術中的不足而提供一種和光擴散材料共擠出的導熱材料及其製備方法，所製得的材料具有優良的導熱性能和機械性能，可以和光擴散PC共擠出加工成型為全塑LED日光燈管。為解決上述問題，本發明的目的是通過以下技術方案實現的
一種和光擴散材料共擠出的導熱材料，其組成按質量配比為(份)PC樹脂45 65、相容劑3 5、高導熱填料O 5份、氧化物導熱填料25 35份，增強劑O 8，偶聯劑O. 2 1. O、抗氧劑O. 2 O. 5、加工助劑O. 3 1. 2。上述的聚碳酸酯為雙酚A型聚碳酸酯，分子量為26000 40000。上述的相容劑為甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物、苯乙烯-馬來酸酐共聚物或乙烯-醋酸乙烯酯共聚物。上述的高導熱填料為粒徑I 20 μ m的氮化鋁、氮化硼或碳化矽，其導熱係數大於80ff/m. k。上述的氧化物導熱填料為粒徑4 40 μ m的氧化鋁，氧化鎂，其導熱係數在40W/m. k左右ο上述的增強劑為無鹼短切玻璃纖維或四針狀的氧化鋅晶須。上述的偶聯劑為矽烷偶聯劑、鈦酸酯偶聯劑或鋁酸酯偶聯劑。上述的抗氧劑為酚類、亞磷酸酯類中的一種或幾種的混合物，其中酚類為抗氧劑1076，亞磷酸酯類為抗氧劑168。
上述的加工助劑為季戊四醇硬脂酸酯、有機矽潤滑分散劑中的一種或幾種的混合物。一種和光擴散材料共擠出的導熱材料的製備方法，包括如下步驟和工藝條件
(1)對導熱填料進行預處理，以質量份數計，將O 5份高導熱填料、25 35氧化物導熱填料、3 5份相容劑，如有玻璃纖維，則不用一起混，在玻纖口加入即可，將上述各成份加入到高速混合機中，然後加入O. 2 1. O份偶聯劑進行表面處理，處理溫度30 70°C，處理時間5 15min ；
(2)稱取45 65份的聚碳酸酯樹脂，與處理好的導熱填料及O 8份增強劑、O.2
O.5份抗氧劑、O. 3 1. 2份加工助劑,在高速混合機中幹混3 5min ；
(3)將步驟(2)混合好的物料投入到雙螺杆擠出機的加料鬥，玻璃纖維由玻纖口加入，經熔融擠出，造粒；加工工藝如下雙螺杆擠出機一區溫度230 240°C，二區溫度240 2600C，三區溫度250 270°C，機頭溫度250 270°C。本發明的有益效果
(1)本發明採用高導熱填料和低成本氧化物導熱填料製作導熱聚碳酸酯PC，成本低廉，另外材料具有優良的導熱性能；
(2)本發明添加玻璃纖維或四針狀氧化鋅，在不影響材料導熱的情況下，提高了材料的強度，解決了全塑LED日光燈管在使用過程中變形的問題；
(3)本發明提供了一種可以和光擴散PC共擠加工的導熱塑料，簡化了LED日光燈的生產工序，減少了加工過程中的汙染，節省了裝配成本；另外成型的全塑LED日光燈管具有絕緣安全性、質量輕等特點。
具體實施例方式為了更好地理解本發明的技術特點，下面結合通過實施例對本發明作進一步地說明，需要說明的是，實施例並不是對本發明保護範圍的限制。實施例1
按質量份數計，先用O. 2份矽烷偶聯劑對3份氮化鋁和28份氧化鋁進行處理，然後將處理後的導熱填料和65份PC、3份甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物、O. 5份抗氧劑1076和O. 3份季戊四醇硬脂酸酯在高速混合機中混合均勻，加入到雙螺杆擠出機的加料鬥，經熔融擠出，造粒，在250°C左右擠出造粒並注塑成樣品。實施例2
按質量份數計，先用O. 5份矽烷偶聯劑對30份氧化鎂進行處理，然後將處理後的導熱填料和63. 6份PC、5份甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物、O. 3份抗氧劑1076和O. 6份季戊四醇硬脂酸酯在高速混合機中混合均勻，加入到雙螺杆擠出機的加料鬥，經熔融擠出，造粒，在250°C左右擠出造粒並注塑成樣品。實施例3
按質量份數計，先用O. 6份鈦酸酯偶聯劑對5份氮化硼和35份氧化鋁進行處理，然後將處理後的導熱填料和45份PC、5份苯乙烯-馬來酸酐共聚物、8份四針狀氧化鋅晶須、O. 2份抗氧劑168和1. 2份有機矽潤滑分散劑在高速混合機中混合均勻，加入到雙螺杆擠出機的加料鬥，經熔融擠出，造粒，在250°C左右擠出造粒並注塑成樣品。
實施例4
按質量份數計，先用O. 4份鈦酸酯偶聯劑對4份氮化鋁和25份氧化鋁進行處理，然後將處理後的導熱填料和62. 8份PC、3份苯乙烯-馬來酸酐共聚物、O. 3份抗氧劑168和O. 5份有機矽潤滑分散劑在高速混合機中混合均勻，加入到雙螺杆擠出機的加料鬥，4份玻璃纖維由玻纖口加入，經熔融擠出，造粒，在250 V左右擠出造粒並注塑成樣品。實施例5
按質量份數計，先用1. O份鋁酸酯偶聯劑對5份氮化硼和30份氧化鎂進行處理，然後將處理後的導熱填料和52. 9份PC、5份乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、5份四針狀氧化鋅晶須、
O.3份抗氧劑1076與抗氧劑168的混合物和O. 8份季戊四醇硬脂酸酯和有機矽潤滑分散劑的混合物在高速混合機中混合均勻，加入到雙螺杆擠出機的加料鬥，經熔融擠出，造粒，在250°C左右擠出造粒並注塑成樣品。性能測試
拉伸強度按ASTM D638標準進行測試；
彎曲強度按ASTM D790標準進行測試；
導熱係數採用耐馳LFA447導熱儀測試，樣品直徑12. 7mm，厚度2mm ；
LED溫度測試方法將造粒好的導熱PC和光擴散PC共擠成全塑燈管，裝配成18W的T8日光燈成品，測試鋁基板溫度。表1:實施例1 5的配方及材料物性
權利要求
1.一種和光擴散材料共擠出的導熱材料，其特徵在於該導熱材料由聚碳酸酯(PC)樹月旨、相容劑、高導熱填料、氧化物導熱填料、增強劑、偶聯劑、抗氧劑、加工助劑組成；以質量份數計，各組分用量如下聚碳酸酯(PC)樹脂45 65;相容劑3 5 ;高導熱填料O 5 ;氧化物導熱填料25 35 ;增強劑O 8 ;偶聯劑O. 2 1. O ;抗氧劑O. 2 O. 5 ;加工助劑O. 3 1. 2。
2.根據權利要求1所述的和光擴散材料共擠出的導熱材料，其特徵在於所述的聚碳酸酯為雙酚A型聚碳酸酯，分子量為26000 40000。
3.根據權利要求1所述的和光擴散材料共擠出的導熱材料，其特徵在於所述的相容齊IJ為甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物、苯乙烯-馬來酸酐共聚物或乙烯-醋酸乙烯酯共聚物。
4.根據權利要求1所述的和光擴散材料共擠出的導熱材料，其特徵在於所述的高導熱填料為粒徑I 20 μ m的氮化鋁、氮化硼或碳化矽，其導熱係數大於80W/m. k。
5.根據權利要求1所述的和光擴散材料共擠出的導熱材料，其特徵在於所述的氧化物導熱填料為粒徑4 40 μ m的氧化鋁、氧化鎂，其導熱係數在40W/m. k左右。
6.根據權利要求1所述的和光擴散材料共擠出的導熱材料，其特徵在於所述的增強劑為無鹼短切玻璃纖維或四針狀的氧化鋅晶須。
7.根據權利要求1所述的和光擴散材料共擠出的導熱材料，其特徵在於所述的偶聯劑為矽烷偶聯劑、鈦酸酯偶聯劑或鋁酸酯偶聯劑。
8.根據權利要求1所述的和光擴散材料共擠出的導熱材料，其特徵在於，所述的抗氧劑為酚類、亞磷酸酯類中的一種或幾種的混合物，其中酚類為抗氧劑1076，亞磷酸酯類為抗氧劑168。
9.根據權利要求1所述的和光擴散材料共擠出的導熱材料，其特徵在於加工助劑為季戊四醇硬脂酸酯、有機矽潤滑分散劑中的一種或幾種的混合物。
10.權利要求1所述的和光擴散材料共擠出的導熱材料的製備方法，其特徵在於包括如下步驟和工藝條件(1)對導熱填料進行預處理，以質量份數計，將O 5份高導熱填料、25 35氧化物導熱填料、3 5份相容劑，如有玻璃纖維，則不用一起混，在玻纖口加入即可，將上述各成份加入到高速混合機中，然後加入O. 2 1. O份偶聯劑進行表面處理，處理溫度30 70°C，處理時間5 15min ；(2)稱取45 65份的聚碳酸酯樹脂，與處理好的導熱填料及O 8份增強劑、O.2 O.5份抗氧劑、O. 3 1. 2份加工助劑,在高速混合機中幹混3 5min ；(3)將步驟(2)混合好的物料投入到雙螺杆擠出機的加料鬥，玻璃纖維由玻纖口加入， 經熔融擠出，造粒；加工工藝如下雙螺杆擠出機一區溫度230 240°C，二區溫度240 260°C，三區溫度250 270°C，機頭溫 度250 270°C。
全文摘要
本發明涉及一種和光擴散材料共擠出的導熱材料及其製備方法，涉及聚碳酸酯樹脂複合材料領域。該導熱材料由聚碳酸酯(PC)樹脂、相容劑、高導熱填料、氧化物導熱填料、增強劑、偶聯劑、抗氧劑、加工助劑製備而成；各組分質量份數如下PC樹脂45～65、相容劑3～5、高導熱填料0～5、氧化物導熱填料25～35、增強劑0～8、偶聯劑0.2～1.0、抗氧劑0.2～0.5、加工助劑0.3～1.2。本發明製備的導熱材料具有優良的導熱性能和機械性能，可以和光擴散PC共擠出加工成型為全塑的LED日光燈管。
文檔編號C08K3/34GK103013086SQ201210569429
公開日2013年4月3日 申請日期2012年12月25日 優先權日2012年12月25日
發明者李陽 申請人:東莞市欣隆光電材料有限公司