一种高效复合pa导散热材料及其制备方法和应用
【技术领域】
[0001] 本发明属于导散热材料领域，涉及一种PA导散热材料及其制备方法和应用，尤其 涉及一种高效复合PA导散热材料及其制备方法和应用。
【背景技术】
[0002] 随着各类电子元器件运行高速化和高功率化，要求设备在使用和运行过程中会产 生相对高热能，导致电子元器件在使用中的过热无法导散，从而损害其性能和降低安全可 靠性，甚至大幅度降低整套电子系统的寿命。常规的工程塑料，包括热塑性和热固性塑料， 具有机械性能良好，化学稳定，电绝缘等优势，被广泛地应用在微电子电器等领域，但因其 导热系数太低，属于热的不良导体，不但不能解决高散热问题，而且由于热量不能得到有效 的传递，可能使一些热敏感的元器件过热，从而大幅度降低系统的寿命或者运行效率。同 时，基于安全性的考虑，关键是要求所用的材料具有高效阻燃特性，比如达到UL94V0阻燃标 准。尼龙是一种常用的塑料材料，但是由于其阻燃级别较低，不能通过UL94V0薄壁测试标 准。
[0003]因此，在本领域亟需开发一种具有高导热系数和良好阻燃性的尼龙导散热材料。
【发明内容】
[0004] 针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种PA导散热材料及其制备方法和 应用，尤其是提供一种高效复合PA导散热材料及其制备方法和应用。
[0005] 为达此目的，本发明采用以下技术方案：
[0006] -方面，本发明提供一种PA导散热材料，所述PA导散热材料由以下原料制备得到： 聚酰胺 50-70% 金属氧化物 5-10%
[0007] 金属氮化物 10-20% 聚酯纤维 15-25%。
[0008] 在本发明的PA导散热材料的原料中，聚酰胺的用量为50-70 %，例如51 %、52 %、 53%、54%、55%、56%、57%、58%、59%、60%、61%、62%、63%、64% 或 65%。
[0009] 在本发明的PA导散热材料的原料中，金属氧化物的用量为5-10%，例如5.5%、 5.8%、6%、6.3%、6.5%、6.8%、7%、7.4%、7.8%、8%、8.5%、8.8%、9%、9.5%或9.8%〇
[0010] 在本发明的PA导散热材料的原料中，金属氮化物的用量为10-20 %，例如10.5 %、 11%、11.5%、12%、12.5%、13%、13.5%、14%、14.5%、15%、15.5%、16%、16.5%、17%、 17.5%、18%、18.5%、19%或19.5%〇
[0011] 在本发明的PA导散热材料的原料中，聚酯纤维的用量为15-25 %，例如15.5 %、 16%、16.5%、17%、17.5%、18%、18.5%、19%、20%、21%、22%、23%、24%或24.5%。
[0012] 优选地，本发明所述的PA导散热材料由以下原料制备得到： 聚酰胺 60% 金属氧化物 8%
[0013] 金属氮化物 12% 聚酯纤维 20%。
[0014] 在本发明中，所述金属氧化物为二氧化硅、二氧化钛、三氧化二锑或三氧化铝中的 任意一种或至少两种的组合。所述组合可以为但不限于二氧化硅和二氧化钛的组合，二氧 化钛和三氧化二锑的组合，二氧化硅、二氧化钛和三氧化二锑的组合，三氧化二锑和三氧化 铝的组合或二氧化钛、三氧化二锑和三氧化铝的组合。
[0015] 在本发明中，所述金属氮化物为氮化镁、氮化铝、氮化钛或氮化钽中的任意一种或 至少两种的组合。所述组合可以为但不限于氮化镁和氮化铝的组合，氮化铝和氮化钛的组 合，氮化铝、氮化钛和氮化钽的组合，氮化镁、氮化铝和氮化钛的组合。
[0016] 另一方面，本发明提供了如第一方面所述的PA导散热材料的制备方法，所述方法 包括以下步骤：
[0017] (1)将金属氧化物、金属氮化物和聚酯纤维共混掺杂得到混合物；
[0018] (2)将步骤(1)所述混合物与聚酰胺混合，挤出得到所述PA导散热材料。
[0019] 在本发明的制备方法中，步骤（1)所述共混掺杂时的搅拌速率为100-200r/min，例 如105r/min、110r/min、115r/min、120r/min、125r/min、130r/min、135r/min、140r/min、 145r/min、150r/min、155r/min、160r/min、165r/min、170r/min、175r/min、180r/min、185r/ min、190r/min或195r/min〇
[0020] 优选地，步骤（2)所述混合时的搅拌速率为150-250r/min，例如155r/min、160r/ min、165r/min、170r/min、175r/min、180r/min、190r/min、200r/min、210r/min、220r/min、 230r/min、235r/min、240r/min或245r/min〇
[0021] 优选地，步骤(2)所述挤出在双螺杆挤出机中进行。
[0022] 优选地，所述双螺杆挤出机螺杆区域的预热温度为260-380°C，例如265°C、270°C、 275°C、280°C、285°C、290°C、295°C、300°C、305°C、310°C、320°C、330°C、340°C、350°C、360°C 或 370°C。
[0023] 优选地，所述双螺杆挤出机的螺杆转速为250-400r/min，例如255r/min、260r/ min、270r/min、280r/min、290r/min、300r/min、320r/min、340r/min、350r/min、370r/min、 380r/min或390r/min。
[0024] 作为本发明的优选技术方案，本发明所述PA导散热材料的制备方法包括以下步 骤：
[0025] (1)将金属氧化物、金属氮化物和聚酯纤维在100-200r/min的搅拌速率下共混掺 杂得到混合物；
[0026] (2)将步骤（1)所述混合物与聚酰胺在150-250r/min的搅拌速率下混合，利用双螺 杆挤出机挤出，所述双螺杆挤出机螺杆区域的预热温度为260-380°C;，螺杆转速为250- 400r/min，得到所述PA导散热材料。
[0027] 另一方面，本发明提供了如第一方面所述PA导散热材料在电子电器材料中的应 用。
[0028] 相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
[0029]本发明的PA导散热材料由50-70 %聚酰胺、5-10 %金属氧化物、10-20 %金属氮化 物和15-25%聚酯纤维制备得到，通过将金属氧化物、金属氮化物和聚酯纤维共混掺杂，而 后与聚酰胺混合、挤出得到所述PA导散热材料，该PA导散热材料为无卤环保阻燃材料，其导 热系数高达1.2W/m. k，阻燃性达V0级，具有良好的机械性能，密度低、高绝缘、易加工、成本 低，是一种综合性能良好的导散热材料，可广泛应用于LED照明、导热散热板、电子电器等领 域。
【具体实施方式】
[0030] 下面通过【具体实施方式】来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明 了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
[0031] 实施例1
[0032] 在本实施例中，PA导散热材料由以下原料制备： 聚酰胺 60% 金属氧化物 8%
[0033] 金属氮化物 12% 聚酯纤维 20%
[0034] 制备方法如下：
[0035] (1)将金属氧化物、金属氮化物和聚酯纤维在200r/min的搅拌速率下共混掺杂得 到混合物；
[0036] (2)将步骤（1)所述混合物与聚酰胺在200r/min的搅拌速率下混合，利用双螺杆挤 出机挤出，所述双螺杆挤出机螺杆区域的预热