一种导热接线盒材料及其制备方法和应用与流程

1.本发明涉及接线盒材料技术领域，涉及一种接线盒材料及其制备方法和应用，尤其涉及一种导热接线盒材料及其制备方法和应用。


背景技术：

2.目前，市场上使用的接线盒大多材料为聚苯醚(ppo)材料或者其改性的合金材料。ppo材料具有良好的机械性能、耐蠕变、耐水性和耐高温等性能，由于其自身优异的性能被广泛应用于电子电器等领域。现有的产品在实际使用中的导热性能并不能完全满足使用要求，所以我们开发了一种高导热性能的材料。
3.cn102977603a公开了一种耐高温高导热pps/ppo合金及其制备方法，属于高分子材料技术领域。该pps/ppo合金由以下原料按重量百分比组成：pps20
‑
50％，ppo8
‑
10％，增韧相容剂5
‑
8％，导热剂5
‑
48％，碳纤维20
‑
30％，抗氧剂0.2
‑
0.5％和加工助剂0.8
‑
1.5％。该发明的耐高温高导热pps/ppo合金不仅导热系数高，还具有高强度高冲击、良好加工性能等特点。
4.cn103436000a公开了一种导热增强ppo/pa合金及其制备方法，属于高分子材料技术领域。该合金包括按照重量份数计的如下原料：聚苯醚60～90份、尼龙50～80份、碳化硅晶须2～4份、碳纤维6～8份、硅微粉12～16份、纳米氧化铝2～5份、焦磷酸三聚氰胺10～20份、抗氧剂0.5～1份、润滑剂taf0.5～1份、增韧剂7～11份、马来酸酐接枝乙烯
‑1‑
辛烯共聚物1～3份。该发明制得的产品机械性能好、稳定性高，且具有良好的阻燃性能和导热性能，该合金能够代替部分金属原材料生产零件和外壳。
5.上述专利的合金材料中添加碳纤维作为导热材料，虽然导热性能提高与之相应的材料的导电性能也得到提高，但是材料的机械性能也相应降低，限制了材料的应用。
6.cn103289367a公开了一种耐高温导热pa/ppo/pp复合材料，其由以下重量份的组分组成：pa15
‑
30份，ppo45
‑
70份，pp20
‑
35份，抗老化剂2
‑
8份，增塑剂3
‑
8份，二氧化钛6
‑
10份，碳酸钙2
‑
6份，马来酸二丁基锡3
‑
7份，增韧剂3
‑
8份，经制备所得的复合材料具有耐高温，导热性能优良的特点。该发明中的复合材料中添加了二氧化钛和碳酸钙，但是这两种填料自身的导热系数就不高，并且填充量不大，所以填充到材料中不能很好的改善材料的导热性能。


技术实现要素：

7.针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种导热接线盒材料及其制备方法和应用，本发明制得的导热接线盒材料，同时具有优良的导热性和导电性，机械强度好。
8.本发明的目的之一在于提供一种导热接线盒材料，为达此目的，本发明采用以下技术方案：
9.一种导热接线盒材料，按重量百分比计，包含如下组分：
[0010][0011]
其中，所述基体树脂为ppo、pc、pp、pe、pa、ps、pbt或abs中的任意一种或至少两种混合物形成的合金。
[0012]
本发明的导热接线盒材料，以ppo、pc、pp、pa、ps、pbt或abs中的任意一种或至少两种混合物形成的合金作为基体树脂，通过添加导热填料，在提升导热性能和导电性能的同时，保证了材料的机械性能。
[0013]
具体的，一种导热接线盒材料，按重量百分比计，包含如下组分：
[0014]
基体树脂的重量百分比为50
‑
80％，例如为50％、55％、60％、65％、70％、75％或80％等。
[0015]
导热填料的重量百分比为20
‑
50％，例如为20％、25％、30％、35％、40％、45％或50％等。
[0016]
相容剂的重量百分比为0
‑
6％，例如为1％、2％、3％、4％、5％或6％等。
[0017]
抗氧剂的重量百分比为0.2
‑
1.5％，例如为0.2％、0.3％、0.4％、0.5％、0.6％、0.7％、0.8％、0.9％、1％、1.1％、1.2％、1.3％、1.4％或1.5％等。
[0018]
黑色母粒的重量百分比为1
‑
5％，例如为1％、2％、3％、4％、或5％等。
[0019]
本发明中，所述基体树脂优选为ppo或ppo合金。
[0020]
本发明中，所述ppo合金为ppo与ps、pa、pps、pbt和pp中的任意一种或至少两种形成的合金。
[0021]
本发明中，所述ppo合金中所述ppo的质量含量为60
‑
80％，例如ppo的质量含量为60％、65％、70％、75％或80％等。这是因为ppo材料身具有优异的介电性能、耐水性、尺寸稳定性好等性能，但是也存在应力开裂的、加工困难等问题。所以对其进行改性，ppo含量越高材料的耐热性越好。
[0022]
本发明中，所述ps为hips。
[0023]
本发明中，所述pa为pa6、pa66和pa12中的任意一种或至少两种的混合物。
[0024]
本发明中，所述导热填料为氧化铝、氧化镁、氧化锌、氧化钙、氧化镍、氮化铝、氮化硼、碳化硅、氧化铍、二硼化锆、碳化锆、高导热复合陶瓷粉、碳纤维、炭黑和石墨中的任意一种或至少两种的混合物。很多填料在提升导热性能的同时也提升了材料的导电性能，但是填料的加入会降低材料的机械性能。本发明的导热填料的加入使得材料的导热性能提升较大，同时还兼顾材料的其它性能。
[0025]
所述相容剂为n,n,n,n,
‑
四缩水甘油
‑
4,4
‑
二氨基苯甲烷、柠檬酸、苯乙烯接枝马来酸酐、聚苯醚接枝马来酸酐、苯乙烯
‑
甲基丙烯酸缩水甘油酯、苯乙烯
‑
丁二烯
‑
苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯
‑
乙烯
‑
丁二烯
‑
苯乙烯嵌段共聚物、三元乙丙橡胶、苯乙烯
‑
乙烯
‑
丁二烯
‑
苯乙烯嵌段共聚物接枝马来酸酐和丙烯腈
‑
丁二烯
‑
苯乙烯共聚物接枝马来酸酐中的任意一种或至少两种的混合物。
[0026]
所述抗氧剂为β(3,5
‑
二叔丁基
‑4‑
羟基苯基)丙酸季戊四醇酯、β(3,5
‑
二叔丁基
‑4‑
羟基苯基)丙酸十八烷基醇酯、n,n
‑
双[β(3,5
‑
二叔丁基
‑4‑
羟基苯基)丙酰]
‑
1,6
‑
乙二胺、n,n
‑
双[β(3,5
‑
二叔丁基
‑4‑
羟基苯基)丙酰]肼、1,3,5
‑
三(4
‑
叔丁基
‑3‑
羟基
‑
2,6
‑
二甲基苄基)1,3,5
‑
三嗪
‑
2,4,6
‑
(1h,3h,5h)
‑
三酮、三乙二醇醚
‑
二(3
‑
叔丁基
‑4‑
羟基
‑5‑
甲基苯基)丙酸酯、2,2
‑
亚乙基
‑
二(4,6
‑
二叔丁基苯酚)、三(2,4
‑
二叔丁基苯酚)亚磷酸酯、双十八烷基醇季戊四醇二亚磷酸酯、双(3,5
‑
二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯和3,3
‑
硫代丙酸硬脂醇酯中的任意一种或至少两种的混合物。
[0027]
本发明中，所述黑色母粒为色粉与基体树脂的混合物。
[0028]
优选地，所述黑色母粒为色粉与基体树脂的混合物，其中，基体树脂为ppo、pc、pp、pe、pa、ps、pbt或abs中的任意一种或至少两种混合物形成的合金。
[0029]
优选地，所述黑色母粒为色粉与所述基体树脂的质量比为(20
‑
40):(60
‑
80)。
[0030]
优选地，所述色粉为炭黑。
[0031]
本发明的目的之二在于提供一种目的之一所述的导热接线盒材料的制备方法，包括如下步骤：按配比将基体树脂、导热填料、相容剂、抗氧剂搅拌混合，经挤出造粒、烘干，得到所述导热接线盒材料。
[0032]
本发明的目的之三在于提供一种目的之一所述的导热接线盒材料的应用，将所述导热接线盒材料用于导热接线盒的制备。
[0033]
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
[0034]
本发明的导热接线盒材料，在提升导热性能和导电性能的同时，保证了材料的机械性能。具体的，本发明制得的导热接线盒材料的导热系数为0.37
‑
0.67w/℃
·
m，体阻为4.9
×
10
15
‑
8.9
×
10
15
，拉伸强度为31.7
‑
75mpa，冲击强度为2.9
‑
7.2kj/m2。
具体实施方式
[0035]
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
[0036]
如无具体说明，本发明的各种原料均可市售购得，或根据本领域的常规方法制备得到。
[0037]
实施例1
[0038]
本实施例的导热接线盒材料，按重量百分比计，包含如下组分：ppo树脂为72％，氮化铝为15％，二硼化锆为5％，苯乙烯
‑
乙烯
‑
丁二烯
‑
苯乙烯嵌段共聚物接枝马来酸酐为4.5％，β(3,5
‑
二叔丁基
‑4‑
羟基苯基)丙酸季戊四醇酯为0.5％，黑色母粒3％，其中，黑色母粒为质量比为20:80的炭黑与ppo树脂的混合物。
[0039]
本实施例的导热接线盒材料的制备方法包括如下步骤：按配比将ppo、氮化铝、苯乙烯
‑
乙烯
‑
丁二烯
‑
苯乙烯嵌段共聚物接枝马来酸酐、β(3,5
‑
二叔丁基
‑4‑
羟基苯基)丙酸季戊四醇酯通过高速混料机混合均匀，在经挤出造粒，挤出机各段温度：一区150℃、二区220℃、三区250℃、四区255℃、五区260℃、六区265℃、七区270℃、八区275℃、九区275℃、十区275℃，最后烘干，得到导热接线盒材料。
[0040]
实施例2
[0041]
本实施例的导热接线盒材料，按重量百分比计，包含如下组分：ppo树脂为67％，氮化硼为20％，二硼化锆为5％，苯乙烯
‑
乙烯
‑
丁二烯
‑
苯乙烯嵌段共聚物接枝马来酸酐为4.5％，β(3,5
‑
二叔丁基
‑4‑
羟基苯基)丙酸季戊四醇酯为0.5％，黑色母粒3％，其中，黑色母粒为质量比为20:80的炭黑与ppo树脂的混合物。
[0042]
本实施例的导热接线盒材料的制备方法包括如下步骤：按配比将ppo、氮化硼、苯乙烯
‑
乙烯
‑
丁二烯
‑
苯乙烯嵌段共聚物接枝马来酸酐、β(3,5
‑
二叔丁基
‑4‑
羟基苯基)丙酸季戊四醇酯通过高速混料机混合均匀，在经挤出造粒，挤出机各段温度：一区150℃、二区220℃、三区250℃、四区255℃、五区260℃、六区265℃、七区270℃、八区275℃、九区275℃、十区275℃，最后烘干，得到导热接线盒材料。
[0043]
实施例3
[0044]
本实施例的导热接线盒材料，按重量百分比计，包含如下组分：ppo树脂为57％，碳化硅为30％，高导热复合陶瓷粉为5％，苯乙烯
‑
乙烯
‑
丁二烯
‑
苯乙烯嵌段共聚物接枝马来酸酐为4.5％，β(3,5
‑
二叔丁基
‑4‑
羟基苯基)丙酸季戊四醇酯为0.5％，黑色母粒3％，其中，黑色母粒为质量比为20:80的炭黑与ppo树脂的混合物。
[0045]
本实施例的导热接线盒材料的制备方法包括如下步骤：按配比将ppo、碳化硅、苯乙烯
‑
乙烯
‑
丁二烯
‑
苯乙烯嵌段共聚物接枝马来酸酐、β(3,5
‑
二叔丁基
‑4‑
羟基苯基)丙酸季戊四醇酯通过高速混料机混合均匀，在经挤出造粒，挤出机各段温度：一区150℃、二区220℃、三区250℃、四区255℃、五区260℃、六区265℃、七区270℃、八区275℃、九区275℃、十区275℃，最后烘干，得到导热接线盒材料。
[0046]
实施例4
[0047]
本实施例的导热接线盒材料，按重量百分比计，包含如下组分：ppo树脂为47％，氧化铝为35％，二硼化锆为10％，苯乙烯
‑
乙烯
‑
丁二烯
‑
苯乙烯嵌段共聚物接枝马来酸酐为4.5％，β(3,5
‑
二叔丁基
‑4‑
羟基苯基)丙酸季戊四醇酯为0.5％，黑色母粒3％，其中，黑色母粒为质量比为20:80的炭黑与ppo树脂的混合物。
[0048]
本实施例的导热接线盒材料的制备方法包括如下步骤：按配比将ppo、氧化铝、苯乙烯
‑
乙烯
‑
丁二烯
‑
苯乙烯嵌段共聚物接枝马来酸酐、β(3,5
‑
二叔丁基
‑4‑
羟基苯基)丙酸季戊四醇酯通过高速混料机混合均匀，在经挤出造粒，挤出机各段温度：一区150℃、二区220℃、三区250℃、四区255℃、五区260℃、六区265℃、七区270℃、八区275℃、九区275℃、十区275℃，最后烘干，得到导热接线盒材料。
[0049]
实施例5
[0050]
本实施例的导热接线盒材料，按重量百分比计，包含如下组分：ppo树脂为47％，氧化铝、二硼化锆与氮化硼混合(质量比为4:2:3)45％，苯乙烯
‑
乙烯
‑
丁二烯
‑
苯乙烯嵌段共聚物接枝马来酸酐为4.5％，β(3,5
‑
二叔丁基
‑4‑
羟基苯基)丙酸季戊四醇酯为0.5％，黑色母粒3％，其中，黑色母粒为质量比为20:80的炭黑与ppo树脂的混合物。
[0051]
本实施例的导热接线盒材料的制备方法包括如下步骤：按配比将ppo、氧化铝、苯乙烯
‑
乙烯
‑
丁二烯
‑
苯乙烯嵌段共聚物接枝马来酸酐、β(3,5
‑
二叔丁基
‑4‑
羟基苯基)丙酸季戊四醇酯通过高速混料机混合均匀，在经挤出造粒，挤出机各段温度：一区150℃、二区220℃、三区250℃、四区255℃、五区260℃、六区265℃、七区270℃、八区275℃、九区275℃、十区275℃，最后烘干，得到导热接线盒材料。
[0052]
实施例6
[0053]
本实施例的导热接线盒材料，按重量百分比计，包含如下组分：ppo合金树脂为47％(其中ppo与pa质量比为7:3)，氧化铝为20％，氮化硼为10％，二硼化锆为8％，高导热复合陶瓷粉为7％，苯乙烯
‑
乙烯
‑
丁二烯
‑
苯乙烯嵌段共聚物接枝马来酸酐为4.5％，β(3,5
‑
二叔丁基
‑4‑
羟基苯基)丙酸季戊四醇酯为0.5％，黑色母粒3％，其中，黑色母粒为质量比为20:80的炭黑与上述ppo合金树脂的混合物。
[0054]
本实施例的导热接线盒材料的制备方法包括如下步骤：按配比将ppo、pa、碳化硅、苯乙烯
‑
乙烯
‑
丁二烯
‑
苯乙烯嵌段共聚物接枝马来酸酐、β(3,5
‑
二叔丁基
‑4‑
羟基苯基)丙酸季戊四醇酯通过高速混料机混合均匀，在经挤出造粒，挤出机各段温度：一区150℃、二区220℃、三区250℃、四区255℃、五区260℃、六区265℃、七区270℃、八区275℃、九区275℃、十区275℃，最后烘干，得到导热接线盒材料。
[0055]
实施例7
[0056]
本实施例的导热接线盒材料，按重量百分比计，包含如下组分：ppo合金树脂为47％(其中ppo与ps质量比为7:3)，碳化硅为35％，高导热复合陶瓷粉为10％，苯乙烯
‑
乙烯
‑
丁二烯
‑
苯乙烯嵌段共聚物接枝马来酸酐为4.5％，β(3,5
‑
二叔丁基
‑4‑
羟基苯基)丙酸季戊四醇酯为0.5％，黑色母粒3％，其中，黑色母粒为质量比为20:80的炭黑与上述ppo合金树脂的混合物。
[0057]
本实施例的导热接线盒材料的制备方法包括如下步骤：按配比将ppo、pa、碳化硅、苯乙烯
‑
乙烯
‑
丁二烯
‑
苯乙烯嵌段共聚物接枝马来酸酐、β(3,5
‑
二叔丁基
‑4‑
羟基苯基)丙酸季戊四醇酯通过高速混料机混合均匀，在经挤出造粒，挤出机各段温度：一区150℃、二区220℃、三区250℃、四区255℃、五区260℃、六区265℃、七区270℃、八区275℃、九区275℃、十区275℃，最后烘干，得到导热接线盒材料。
[0058]
实施例8
[0059]
本实施例与实施例6的区别之处在于，ppo合金中，ppo的重量百分比为40％，其他的与实施例6的均相同。
[0060]
实施例9
[0061]
本实施例与实施例6的区别之处在于，ppo合金中，ppo的重量百分比为90％，其他的与实施例6的均相同。
[0062]
实施例10
[0063]
本实施例与实施例6的区别之处在于，ppo合金替换为聚碳酸酯，其他的与实施例6的均相同。
[0064]
实施例11
[0065]
本实施例与实施例2的区别之处在于，导热填料氮化硼替换为二氧化硅，其他的与实施例2的均相同。
[0066]
对比例1
[0067]
本对比例的导热接线盒材料的制备方法包括如下步骤：将ppo含量为99.5％、β(3,5
‑
二叔丁基
‑4‑
羟基苯基)丙酸季戊四醇酯含量为0.5％通过高速混料机混合均匀，在经挤出造粒，挤出机各段温度：一区150℃、二区220℃、三区250℃、四区255℃、五区260℃、六区265℃、七区270℃、八区275℃、九区275℃、十区275℃，最后烘干，得到导热接线盒材料。
[0068]
对比例2
[0069]
本对比例与实施例6的区别之处在于，ppo合金的用量为40％，减少的ppo合金的量平均增加至其他组分中，以保证总量不变，其他的与实施例6的均相同。
[0070]
对比例3
[0071]
本对比例与实施例6的区别之处在于，ppo合金的用量为95％，增加的ppo合金的量平均从其他组分中扣除，以保证总量不变，其他的与实施例6的均相同。
[0072]
对比例4
[0073]
本对比例与实施例6的区别之处在于，导热填料的用量为1％，减少的导热填料合金的量平均增加至其他组分中，以保证总量不变，其他的与实施例6的均相同。
[0074]
对比例5
[0075]
本对比例与实施例2的区别之处在于，导热填料的用量为60％，增加的导热填料的量平均从其他组分中扣除，以保证总量不变，其他的与实施例2的均相同。
[0076]
对比例6
[0077]
本对比例与实施例2的区别之处在于，未添加导热填料，减少的导热填料合金的量平均增加至其他组分中，以保证总量不变，其他的与实施例2的均相同。
[0078]
其中，上述实施例和对比例中采用的ppo粉料(熔融指数为4
‑
40g/10min)厂家为美国沙比克，高导热复合陶瓷粉厂家为上海申驿新材料科技有限公司，将实施例1
‑
11与对比例1
‑
6制得的接线盒材料进行性能测试，测试结果如表1所示。
[0079]
其中，导热性能的测试标准参照astm d5470进行；体积电阻率的测试标准参照gb/t1410
‑
2006标准进行；拉伸性能的测试标准参照gb/t 1040进行；冲击性能的测试标准参照iso 179进行。
[0080]
表1
[0081][0082][0083]
由表1可以看出，实施例1到实施例7的导热接线盒材料具有良好的导热性能、机械性能，同时保持较好的绝缘性。随着导热填料的含量逐渐增加，ppo材料的导热系数逐渐升高，机械性能会有所降低。与对比例1相比，所有添加导热填料的ppo材料的导热系数都有提高。
[0084]
实施例6、7与实施例5对比，材料的加工性能得到较好的改善。
[0085]
实施例8中ppo合金的重量百分比太少，会使制得的材料的机械性能降低。
[0086]
实施例9中ppo合金的重量百分比太多，会使制得的材料的成型加工困难。
[0087]
实施例10中ppo合金替换为pc树脂，会使制得的材料本身的机械性能降低，同时添加无机填料，所制备的复合材料机械性能降低程度较大。
[0088]
实施例11中导热填料替换为二氧化硅，会使制得的材料导热性能改善的不明显。
[0089]
对比例1中纯ppo的机械性能较好，但导热性能不高，需要对其进行改性，提高材料的导热性能。
[0090]
对比例2中ppo合金的用量太少，会使制得的材料的机械性能降低。
[0091]
对比例3中ppo合金的用量太多，会使制得的材料的导热性不足。
[0092]
对比例4中导热填料的用量太少，会使制得的材料的导热性较低，不足以改善材料的导热性。
[0093]
对比例5中导热填料的用量太多，会使制得的材料的导热性能有较好的改善但材料因无机物添加过多机械性能降低严重。
[0094]
对比例6中未添加导热填料，会使制得的材料具有较好的机械性能及加工性，但材料在实际应用中因导热性能差而限制它的应用领域。
[0095]
本发明通过上述实施例来说明本发明的详细工艺设备和工艺流程，但本发明并不局限于上述详细工艺设备和工艺流程，即不意味着本发明必须依赖上述详细工艺设备和工艺流程才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
[0096]
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
[0097]
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
[0098]
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。