LED灯用导热塑料的研究

摘要

导热复合材料作为LED灯用外壳，具有质轻，易于加工成型，成本低等优点。为了提高导热复合材料的导热性能及力学性能，以满足LED灯用外壳的使用要求。本文以PBT为基体，以氧化镁和氮化硼为导热填料，使用双螺杆挤出机制备了导热复合材料。研究了导热填料的种类、含量以及粒径对复合材料导热性能、力学性能、电性能、热变形温度以及加工性能等各项性能的影响。并通过加入EVA和玻璃纤维对其进行增强增韧处理。
　　对于不同种类的无机填料，随着无机填料添加量的增多，复合材料的导热系数均逐渐增大。当氧化镁的加入量为70％时，复合材料的导热系数为1.854 W/m·K。无机填料添加量相同时，粒径较大的高纯氮化硼填充导热塑料的导热系数最高。无机填料添加量增加的过程中，导热塑料的力学强度越来越差，其热变形温度和密度却逐渐增大。填料填充量相同时，片状的高纯氮化硼填充复合材料的力学性能降低最多，球状的氧化镁填充复合材料的力学性能降低最少。相同添加量下，高纯氮化硼填充复合材料的热变形温度最高，达到111.9℃。从密度角度考虑，氧化镁填充复合材料密度的增幅大于氮化硼填充复合材料。无机填料的加入虽然导致复合材料电阻率的降低，但仍保持在较高的水平，符合绝缘的要求。复合材料的加工性能随着无机填料的增多逐渐变差。
　　为了提高复合材料的力学性能，加入不同含量的EVA和玻璃纤维对其进行增强增韧改性。聚乙烯-醋酸乙烯的含量越多，材料的冲击性能越高，抗弯性能与拉伸性能越差，导热性能基本不变。通过对比，选择EVA含量为4％时，复合材料的综合性能较为优良。向氧化镁填充PBT基复合材料中加入玻纤，复合材料的力学性能均在一定程度上有所提高。加入玻纤后，复合材料的表面电阻率和体积电阻率均降低了一个数量级，但仍保持在较高的水平。总的来说，添加EVA和玻纤，对复合材料的力学性能有明显的提高。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 引言

1．2 导热塑料的研究现状

1．2．1 填充型导热塑料的研究现状

1．2．2 导热塑料的导热原理

1．3 填充型导热塑料的分类

1．3．1 金属材料填充型导热塑料

1．3．2 无机材料填充型导热塑料

1．3．3 有机材料填充型导热塑料

1．4 填料对导热塑料的影响

1．4．1 填料类别对导热塑料的影响

1．4．2 填料添加量对导热塑料的影响

1．4．3 填料形态对导热塑料的影响

1．4．4 填料表面改性对导热塑料的影响

1．5 加工工艺对导热塑料的影响

1．6 PBT增强增韧

1．6．1 PBT树脂简介

1．6．2 玻璃纤维简介

1．6．3 玻璃纤维增强PBT

1．6．4 PBT增韧方式

1．7 本论文研究的目的与内容

第二章 PBT基导热塑料的制备与性能研究

2．1 前言

2．2 实验部分

2．2．1 主要原料

2．2．2 实验仪器

2．2．3 试样制备工艺

2．2．4 样品性能表征

2．3 结果与讨论

2．3．1 无机填料粒度分布与形貌分析

2．3．2 无机填料对PBT基导热塑料导热性能的影响

2．3．3 无机填料对PBT基导热塑料力学性能的影响

2．3．4 无机填料对PBT基导热塑料热变形温度的影响

2．3．5 无机填料对PBT基导热塑料电学性能的影响

2．3．6 无机填料对PBT基导热塑料加工性能的影响

2．3．7 无机填料对PBT基导热塑料密度的影响

2．3．8 复合材料热稳定性研究

2．3．9 无机填料填充PBT基复合材料DSC分析

2．4 本章小结

第三章 PBT基导热塑料的增强增韧研究

3．1 前言

3．2 实验部分

3．2．1 实验原料

3．2．2 实验仪器

3．2．3 试样制备工艺

3．2．4 样品性能表征

3．3 结果与讨论

3．3．1 EVA增韧对PBT基导热塑料力学性能与导热性能的影响

3．3．2 EVA增韧PBT基复合材料DSC分析

3．3．3 玻璃纤维对PBT基导热塑料力学性能及导热性能的影响

3．3．4 玻璃纤维对PBT基导热塑料电学性能的影响

3．3．5 PBT基复合材料增强增韧研究

3．4 本章小结

第四章 结论

参考文献

致谢

研究成果及发表的学术论文

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