一種導熱增韌阻燃增強的pbt塑料及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于高分子材料領域，涉及一種PBT塑料，具體涉及一種導熱增韌阻燃增強 的PBT塑料及其制備方法。
【背景技術】
[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、結晶型熱塑性聚酯樹脂。最早由美國Celanese 公司于1970年進行工業開發，目前已成為發展最快的工程塑料之一。PBT具有優良的耐熱 性、耐摩擦磨損性、耐化學藥品性以及尺寸穩定性好、成型加工性好等特點，被廣泛應用于 電子電氣、汽車工業以及家用電器等領域。
[0003] 現代電子技術主要是微電子技術，微電子技術為現代科技、軍事、國民經濟及人們 的日常工作和生活開創了前所未有的發展基礎和條件。微電子技術的關鍵是電子封裝技 術，封裝技術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，減小器件尺寸，降低生產成本。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展。這使得在有限的體積內會產生更多的熱量，如果熱 量不能及時導出，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。電子封裝技術的快速發展要求封裝材料具有優良的導熱性。早期應用于電子封裝 的材料多為無機導熱絕緣材料，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，已無法滿足現代電子封裝技術的發展要求。聚 合物材料由于自身密度小并且具有優良的電氣絕緣性、介電性能、成型加工性，已廣泛應用 于封裝領域，并逐步取代傳統陶瓷封裝材料。
[0004] 但是聚合物材料都是熱的不良導體，導熱系數一般都低于O.SWm^T1(如PBT的導 熱系數約為O^SWm^T 1)，因此制備具有優良綜合性能的高導熱聚合物材料正成為封裝材 料領域的關鍵問題。目前市場開發的導熱PBT主要是采用金屬氧化物進行共混改性，但金屬 氧化物的導熱系數較低，并且添加量非常大，使得PBT的性能降低嚴重，限制了其應用。
【發明內容】
[0005] 本發明目的是為了克服現有技術的不足而提供一種導熱增韌阻燃增強的PBT塑 料。
[0006] 為達到上述目的，本發明采用的技術方案是:一種導熱增韌阻燃增強的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] 所述導熱填料由氧化石墨烯、碳納米管和氮化鋁混合而成。
[0010] 本發明中氧化石墨烯、碳納米管和氮化鋁的質量比優選為1~10:1~10:0.2~5。
[0011] 本發明中PBT樹脂的數均分子量優選為60000~100000
[0012] 本發明中阻燃劑優選為硼酸鹽與金屬氫氧化物的復配阻燃劑，其質量比為1:1~ 1.5, 更進一步地優選為1: 1。
[0013] 本發明中增韌劑優選為POE-g-GMA，EBA-g-GMA、AX8900中的一種或多種組成的混 合物。
[0014] 本發明中抗氧化劑優選為抗氧劑1076與抗氧劑168復配而成，其質量比為1:1~ 1.5, 更進一步地優選為1: 1。
[0015] 本發明中，所述潤滑劑優選為聚乙烯蠟、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] 本發明的又一目的在于提供一種上述導熱增韌阻燃增強的PBT塑料的制備方法， 它包括以下步驟：（1)將配方量的導熱填料和阻燃劑加入高速混料機中，以200~500轉/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混合5~10分鐘，再加入 配方量的潤滑劑與相容劑繼續混合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，再向雙螺桿擠出機 內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，其轉速為350~400轉/分鐘。
[0018] 由于上述技術方案運用，本發明與現有技術相比具有下列優點：本發明導熱增韌 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熱填 料，使其不僅具有超高的導熱系數、優異的機械性能，更有利于有效導熱網絡的形成，可以 實現導熱填料的少量添加而大幅度提高材料導熱系數并且保持PBT材料良好的力學性能的 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，使材料具有優良的導熱性、阻燃性的同時具有優良的力學性能， 拓寬了材料的應用范圍。
[0019] 本發明導熱增韌阻燃增強的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]本發明導熱增韌阻燃增強的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% ;所述導熱填料由氧化石墨烯、碳納米管和氮 化鋁混合而成。二維結構的氧化石墨烯導熱系數在SOOOWm^T1左右，一維結構的碳納米管 導熱率為βδΟΟΙπ^ΙΓ 1，三維結構的微米級氮化鋁導熱系數為SOOWm^T1，這些填料的導熱系 數比傳統使用的金屬氧化物導熱填料的導熱系數高一到兩個數量級;更重要是碳納米管和 氧化石墨烯在氮化鋁中起到導熱橋梁的作用，更有利于有效導熱網絡的形成，只需少量添 加即可大幅度提高材料導熱系數并且保持PBT材料良好的力學性能。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，使材料具有優良的導熱性、阻燃性的同時具有優良的力學性能，拓寬了材料的應用范 圍。氧化石墨烯、碳納米管和氮化鋁的質量比優選為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樹脂選用常規的即可，例如珠海中福5022、江蘇何氏701、sabicPBT357、 crasiinj嚇BT等，數均分子量優選為60000~100000,以有利于與其它組分的混合均勻。阻燃 劑優選為硼酸鹽與金屬氫氧化物的復配阻燃劑，硼酸鹽與金屬氫氧化物能夠產生協同阻燃 效應，提高阻燃性能，避免了傳統聚磷酸鹽阻燃劑耐水性差、熱穩定性不高的缺點，并且實 現了無鹵、無磷綠色環保生產，它們的質量比為1:1~1.5,具體優選為1:1，如硼酸鈣與氫氧 化鋁按質量比1:1復配。增韌劑優選為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復配、BA-g-GMA和 AX8900按1:1復配以及P0E-g-GMA、 EBA-g-GMA與AX8900按1:1:1復配等。抗氧化劑優選為不同抗氧劑的復配，如由抗氧劑1076 與抗氧劑168復配而成，其質量比為1:1~1.5,具體優選為1:1。潤滑劑選用常規的那些即 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]下面將結合實施例對本發明進行進一步說明。
[0023] 實施例1
[0024] 本發明提供一種導熱增韌阻燃增強的PBT塑料，按其重量百分數包括以下組分