專利名稱：一種高強度高導熱性鋁塑復合管材的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于復合材料領(lǐng)域，具體涉及一種高強度鋁塑復合導熱塑料。
背景技術(shù)：
金屬管材具有優(yōu)良的力學性能和導熱性能，在散熱器、熱交換器等領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用。但是，金屬管材具有容易腐蝕，連接工藝比較復雜、容易出現(xiàn)泄漏等問題，因此限制了金屬在散熱器、熱交換器等領(lǐng)域的應(yīng)用。導熱塑料管材由聚合物、導熱填料以及各種助劑經(jīng)混合、造粒、擠出成型而成。不僅具有高的導熱系數(shù)，能滿足或基本滿足散熱器、熱交換器等產(chǎn)品使用要求，而且成本低，加工方便的優(yōu)點，而且可以通過焊接的方式連接，比較簡便，宜于推廣。但是，目前的導熱塑料導熱性較低，熱傳導系數(shù)一般小于I. Ow/m. °C。由于導熱系數(shù)與導熱填料的含量基本呈正比關(guān)系，隨著導熱填料含量的增加而增加。因此，如果需要提高導熱塑料的導熱系數(shù)，則需要很高的導熱填料，在導熱塑料內(nèi)部產(chǎn)生較多缺陷，所以導熱塑料的力學性能會受到極大的影響，表現(xiàn)為拉伸強度降低，韌性變差，斷裂伸長率降低尤為顯著。所以簡單地通過增加導熱填料的比例來提高熱傳導系數(shù)的方法是不具有可行性的。另一方面，鋁塑復合管是由以聚乙烯(PE)、交聯(lián)聚乙烯(PEX)或者PP-R為內(nèi)外層，中間芯層為一層焊接鋁管，并在鋁管的內(nèi)外表面涂覆膠粘劑與塑料層粘接，通過一次成型或兩次成型復合工藝成型的管材。鋁塑復合管結(jié)合了塑料和金屬的長處，具有機械性能好、熱膨脹系數(shù)低、耐蠕變、耐熱、耐壓性能好；特別是采用交聯(lián)聚乙烯的鋁塑復合管，耐溫較高，可以長期在95°C溫度下使用等。但是，目前的鋁塑復合管均采用純度比較高的聚乙烯或者PPR為其塑料組成，具有導熱系數(shù)低的特點，無法滿足導熱管材的要求。中國專利(201010001190. O)報道了用一種利用金屬鋁制備散熱器片外殼，再用注塑機在其腔內(nèi)注入專用導熱塑料合金形成全塑內(nèi)壁，最后使用塑料熱熔的方式連接成組的塑鋁復合散熱器。但是這種方法不能以連續(xù)的方式生產(chǎn)管狀散熱器或者熱交換器。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提供一種高強度高導熱性鋁塑復合管材，可以滿足高性能散熱器、熱交換器等產(chǎn)品的要求。本實用新型的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的一種高強度高導熱性鋁塑復合管材，它是由導熱塑料內(nèi)層、鋁材芯層、導熱塑料外層依次復合而成，其中，導熱塑料內(nèi)層的厚度為O. 1-1毫米，鋁材芯層的厚度為O. 1-0. 5毫米；導熱塑料外層的厚度為O. 1-1毫米；進一步地，所述導熱塑料內(nèi)層和導熱塑料外層均由導熱塑料擠壓形成，所述導熱塑料是由聚合物、導熱填料、增韌劑、增容劑、偶聯(lián)劑和潤滑劑按照100 :50-300 :1-10 1-100 :1-5 ；1-10的重量配比混合、造粒而成。所述聚合物由聚乙烯、硅烷接枝聚乙烯、均聚聚丙烯、無規(guī)共聚丙烯(PP-R)、嵌段共聚丙烯(PP-B)中的一種或者一種以上混合組成。所述增韌劑為乙烯-辛烯共聚物或乙烯-醋酸乙烯酯共聚物。所述增容劑為馬來酸酐接枝聚乙烯或馬來酸酐接枝聚丙烯。所述導熱填料由鱗片石墨、膨脹石墨、膠體石墨、三氧化二鋁、氮化鋁、銅、鋁、不銹鋼纖維或者粉末中的一種或者一種以上混合組成。所述偶聯(lián)劑由鈦酸酯偶聯(lián)劑或者鋁酸酯偶聯(lián)劑中的一種或者一種以上混合組成。所述潤滑劑由白油、聚乙烯蠟、硬脂酸鈣中的一種或者一種以上混合組成。本實用新型的有益效果是，本實用新型的鋁塑復合管材具有強度高、熱傳導系數(shù)高的特點。爆破強度能夠大于6MPa，熱傳導系數(shù)大于I. 5ff/m · °C，而純導熱塑料管材的爆破強度只有4-5MPa，熱傳導系數(shù)約為O. 4-1. Off/m · 0Co本實用新型得到的鋁塑復合管材非常適合散熱器、熱交換器的制備。

圖I是本實用新型高強度高導熱性鋁塑復合管材的一種結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實用新型高強度高導熱性鋁塑復合管材的另一種結(jié)構(gòu)示意圖；圖中，導熱塑料內(nèi)層I、鋁材芯層2、導熱塑料外層3。
具體實施方式
本實用新型高強度高導熱性鋁塑復合管材是由導熱塑料內(nèi)層I、鋁材芯層2、導熱塑料外層3通過三層復合而成，導熱塑料內(nèi)層的厚度為O. 1-1毫米，鋁材芯層2的厚度為O. 1-0. 5毫米；導熱塑料外層3的厚度為O. 1-1毫米；本實用新型中，高強度高導熱性鋁塑復合管材通過以下方法制備得到用擠出機擠出導熱塑料內(nèi)層1，然后將無孔或者打孔的鋁帶開卷并纏繞在導熱塑料內(nèi)層I的表面，并將鋁帶焊接成整體，形成鋁材芯層2，最后將塑料擠出并包覆在鋁材芯層2表面，形成導熱塑料外層3。本實用新型中，導熱塑料內(nèi)層I和導熱塑料外層3均由導熱塑料經(jīng)擠出機擠壓形成，所說的導熱塑料是由聚合物、導熱填料、增韌劑、增容劑、偶聯(lián)劑和潤滑劑按照100 50-300 1-10 1-100 :1_5 ;1_10的重量配比混合、造粒而成。其中，聚合物由聚乙烯、硅烷接枝聚乙烯、均聚聚丙烯、無規(guī)共聚丙烯(PP-R)、嵌段共聚丙烯(PP-B)中的一種或者一種以上混合組成；增韌劑為乙烯-辛烯共聚物或乙烯-醋酸乙烯酯共聚物；增容劑為馬來酸酐接枝聚乙烯或馬來酸酐接枝聚丙烯；導熱填料由鱗片石墨、膨脹石墨、膠體石墨、三氧化二鋁、氮化鋁、銅、鋁、不銹鋼纖維或者粉末中的一種或者一種以上混合組成；偶聯(lián)劑是鈦酸酯偶聯(lián)劑或者鋁酸酯偶聯(lián)劑中的一種或者一種以上混合組成；潤滑劑是白油、聚乙烯蠟、硬脂酸鈣中的一種或者一種以上混合組成。下面根據(jù)實施例詳細描述本實用新型，本實用新型的目的和效果將變得更加明顯。實施例I按重量計，將聚乙烯95份，聚乙烯接枝馬來酸酐5份，，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物I份，導熱填料鱗片石墨200份，鈦酸酯偶聯(lián)劑5份，聚乙烯蠟10份用高速混合機混合，然后用雙螺桿擠出機擠出造粒；用擠出機擠出內(nèi)層導熱塑料層，然后將鋁塑復合管用鋁帶開卷并纏繞在內(nèi)層塑料表面，并將鋁帶焊接成整體，最后將外層塑料擠出并包覆在鋁材層表面；[0022]內(nèi)層導熱塑料的厚度為O. I毫米，鋁材層為O. I毫米；外層導熱塑料為O. 6毫米；該鋁塑復合管的爆破強度為6. IMPa,熱傳導系數(shù)為2. 5ff/m · °C。實施例2按重量計，將聚乙烯100份，聚乙烯接枝馬來酸酐10份，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物10份，導熱填料鱗片石墨100份，鋁酸酯偶聯(lián)劑5份，聚乙烯蠟10份用高速混合機混合，然后用雙螺桿擠出機擠出造粒；用擠出機擠出內(nèi)層導熱塑料層，然后將打孔的鋁塑復合管用鋁帶開卷并纏繞在內(nèi)層塑料表面，并將鋁帶焊接成整體，最后將外層塑料擠出并包覆在鋁材層表面；內(nèi)層導熱塑料的厚度為O. 2毫米，鋁材層為O. 2毫米；外層導熱塑料為O. 5毫米；該鋁塑復合管的爆破強度為7. 2 MPa,熱傳導系數(shù)為I. 92 ff/m · °C。 實施例3按重量計，將均聚聚丙烯(擠出級)100份，乙烯-辛烯共聚物5份，馬來酸酐接枝聚丙烯30份，導熱填料膨脹石墨50份，鈦酸酯偶聯(lián)劑2份用高速混合機混合，然后用雙螺桿擠出機擠出造粒；用擠出機擠出內(nèi)層導熱塑料層，然后將鋁塑復合管用鋁帶開卷并纏繞在內(nèi)層塑料表面，并將鋁帶焊接成整體，最后將外層塑料擠出并包覆在鋁材層表面；內(nèi)層導熱塑料的厚度為O. I毫米，鋁材層為O. 2毫米；外層導熱塑料為O. 5毫米；該鋁塑復合管的爆破強度為6. I MPa，熱傳導系數(shù)為I. 52 ff/m · °C。實施例4按重量計，將硅烷接枝聚乙烯100份，乙烯-辛烯共聚物10份，馬來酸酐接枝聚乙烯100份，導熱填料膨脹石墨200份，鈦酸酯偶聯(lián)劑5份，白油10份用高速混合機混合，然后用雙螺桿擠出機擠出造粒；用擠出機擠出內(nèi)層導熱塑料層，然后將厚度為O. 25毫米打孔的鋁塑復合管用鋁帶開卷并纏繞在內(nèi)層塑料表面，并將鋁帶焊接成整體，最后將外層塑料擠出并包覆在鋁材層表面；內(nèi)層導熱塑料的厚度為O. I毫米，外層導熱塑料為O. 25毫米；該鋁塑復合管的爆破強度為7. 2 MPa,熱傳導系數(shù)為I. 90 ff/m · °C。實施例5按重量計，將100份PPR，乙烯-辛烯共聚物10份，馬來酸酐接枝聚乙烯100份，導熱填料膨脹石墨200份，鈦酸酯偶聯(lián)劑5份，白油10份用高速混合機混合，然后用雙螺桿擠出機擠出造粒；用擠出機擠出內(nèi)層導熱塑料層，然后將鋁塑復合管用鋁帶開卷并纏繞在內(nèi)層塑料表面，并將鋁帶焊接成整體，最后將外層塑料擠出并包覆在鋁材層表面；內(nèi)層導熱塑料的厚度為O. I毫米，鋁材層為O. 25毫米；外層導熱塑料為O. 25毫米;該鋁塑復合管的爆破強度為7. 2 MPa,熱傳導系數(shù)為I. 80 ff/m · °C。實施例6按重量計，將100份PP-R，10份乙烯-辛烯共聚物，100份馬來酸酐接枝聚乙烯，100份膠體石墨，100份鱗片石墨和100份三氧化二鋁，5份鈦酸酯偶聯(lián)劑以及10份白油用高速混合機混合，然后用雙螺桿擠出機擠出造粒；用擠出機擠出內(nèi)層導熱塑料層，然后將鋁塑復合管用鋁帶開卷并纏繞在內(nèi)層塑料表面，并將鋁帶焊接成整體，最后將外層塑料擠出并包覆在鋁材層表面；內(nèi)層導熱塑料的厚度為O. 2毫米，鋁材層為O. 25毫米；外層導熱塑料為O. 25毫米;該鋁塑復合管的爆破強度為7. 2 MPa,熱傳導系數(shù)為I. 98 ff/m · °C。實施例7按重量計，將100份PP-B，10份乙烯-辛烯共聚物，100份馬來酸酐接枝聚乙烯，200份三氧化二鋁，5份鈦酸酯偶聯(lián)劑以及10份白油用高速混合機混合，然后用雙螺桿擠出機擠出造粒；用擠出機擠出內(nèi)層導熱塑料層，然后將鋁塑復合管用鋁帶開卷并纏繞在內(nèi)層塑料表面，并將鋁帶焊接成整體，最后將外層塑料擠出并包覆在鋁材層表面；內(nèi)層導熱塑料的厚度為O. I毫米，鋁材層為O. 5毫米；外層導熱塑料為O. 2毫米；該鋁塑復合管的爆破強度為10. 2 MPa,熱傳導系數(shù)為2. 80 ff/m · °C。實施例8按重量計，將PPR100份，乙烯-辛烯共聚物10份，馬來酸酐接枝聚乙烯100份，氮化鋁200份，膨脹石墨100份，鈦酸酯偶聯(lián)劑5份，白油10份用高速混合機混合，然后用雙螺桿擠出機擠出造粒；用擠出機擠出內(nèi)層導熱塑料層，然后將鋁塑復合管用鋁帶開卷并纏繞在內(nèi)層塑料表面，并將鋁帶焊接成整體，最后將外層塑料擠出并包覆在鋁材層表面；內(nèi)層導熱塑料的厚度為O. I毫米，鋁材層為O. 2毫米；外層導熱塑料為O. 5毫米；該鋁塑復合管的爆破強度為9. 2 MPa,熱傳導系數(shù)為I. 64 ff/m · °C。實施例9按重量計，將PPR100份，乙烯-辛烯共聚物10份，馬來酸酐接枝聚乙烯100份，銅粉300份，鈦酸酯偶聯(lián)劑5份，白油10份用高速混合機混合，然后用雙螺桿擠出機擠出造粒;用擠出機擠出內(nèi)層導熱塑料層，然后將鋁塑復合管用鋁帶開卷并纏繞在內(nèi)層塑料表面，并將鋁帶焊接成整體，最后將外層塑料擠出并包覆在鋁材層表面；內(nèi)層導熱塑料的厚度為O. I毫米，鋁材層為O. 25毫米；外層導熱塑料為I毫米；該鋁塑復合管的爆破強度為6. 2 MPa,熱傳導系數(shù)為2. 20 ff/m · °C。實施例10按重量計，將PPR100份，乙烯-辛烯共聚物10份，馬來酸酐接枝聚乙烯100份，鋁粉200份，鈦酸酯偶聯(lián)劑5份，白油10份用高速混合機混合，然后用雙螺桿擠出機擠出造粒;用擠出機擠出內(nèi)層導熱塑料層，然后將鋁塑復合管用鋁帶開卷并纏繞在內(nèi)層塑料表面，并將鋁帶焊接成整體，最后將外層塑料擠出并包覆在鋁材層表面；內(nèi)層導熱塑料的厚度為I毫米，鋁材層為O. 2毫米；外層導熱塑料為I毫米；該鋁塑復合管的爆破強度為6. 9 MPa,熱傳導系數(shù)為I. 5 ff/m · °C。實施例11[0070]按重量計，將PPRlOO份，乙烯-辛烯共聚物10份，馬來酸酐接枝聚乙烯100份，不銹鋼纖維100份，鈦酸酯偶聯(lián)劑5份，白油10份用高速混合機混合，然后用雙螺桿擠出機擠出造粒；用擠出機擠出內(nèi)層導熱塑料層，然后將鋁塑復合管用鋁帶開卷并纏繞在內(nèi)層塑料表面，并將鋁帶焊接成整體，最后將外層塑料擠出并包覆在鋁材層表面；內(nèi)層導熱塑料的厚度為O. 5毫米，鋁材層為O. 2毫米；外層導熱塑料為O. 2毫米；該鋁塑復合管的爆破強度為8. 2 MPa,熱傳導系數(shù)為I. 52 ff/m · °C。實施例12 按重量計，將PPR100份，乙烯-辛烯共聚物10份，馬來酸酐接枝聚乙烯100份，鱗片石墨150份，鈦酸酯偶聯(lián)劑5份，白油5份用高速混合機混合，然后用雙螺桿擠出機擠出造粒；用擠出機擠出內(nèi)層導熱塑料層，然后將鋁塑復合管用鋁帶開卷并纏繞在內(nèi)層塑料表面，并將鋁帶焊接成整體，最后將外層塑料擠出并包覆在鋁材層表面；內(nèi)層導熱塑料的厚度為O. I毫米，鋁材層為O. 20毫米；外層導熱塑料為O. 5毫米；該鋁塑復合管的爆破強度為7. O MPa,熱傳導系數(shù)為I. 63 ff/m · °C。實施例13按重量計，將PPR100份，乙烯-辛烯共聚物10份，馬來酸酐接枝聚乙烯100份，不銹鋼粉300份，鈦酸酯偶聯(lián)劑5份，白油10份用高速混合機混合，然后用雙螺桿擠出機擠出造粒；用擠出機擠出內(nèi)層導熱塑料層，然后將鋁塑復合管用鋁帶開卷并纏繞在內(nèi)層塑料表面，并將鋁帶焊接成整體，最后將外層塑料擠出并包覆在鋁材層表面；內(nèi)層導熱塑料的厚度為O. I毫米，鋁材層為O. 20毫米；外層導熱塑料為O. 5毫米；該鋁塑復合管的爆破強度為6. 2 MPa,熱傳導系數(shù)為I. 51 ff/m · °C。實施例14按重量計，將PPR100份，乙烯-辛烯共聚物10份，馬來酸酐接枝聚乙烯100份，不銹鋼纖維200份，鈦酸酯偶聯(lián)劑5份，硬脂酸鈣10份用高速混合機混合，然后用雙螺桿擠出機擠出造粒；用擠出機擠出內(nèi)層導熱塑料層，然后將鋁塑復合管用鋁帶開卷并纏繞在內(nèi)層塑料表面，并將鋁帶焊接成整體，最后將外層塑料擠出并包覆在鋁材層表面；內(nèi)層導熱塑料的厚度為O. I毫米，鋁材層為O. 5毫米；外層導熱塑料為O. 2毫米；該鋁塑復合管的爆破強度為8. 3 MPa,熱傳導系數(shù)為2. 28 ff/m · °C。上述實施例用來解釋說明本實用新型，而不是對本實用新型進行限制，在本實用新型的精神和權(quán)利要求的保護范圍內(nèi)，對本實用新型作出的任何修改和改變，都落入本實用新型的保護范圍。
權(quán)利要求1.一種高強度高導熱性鋁塑復合管材，其特征在于，它是由導熱塑料內(nèi)層(I)、鋁材芯層(2)和導熱塑料外層(3)由里到外依次復合而成。
專利摘要本實用新型公開了一種高強度高導熱性鋁塑復合管材，它是由導熱塑料內(nèi)層、鋁材芯層、導熱塑料外層依次復合而成，其中，導熱塑料內(nèi)層的厚度為0.1-1毫米，鋁材芯層的厚度為0.1-0.5毫米；導熱塑料外層的厚度為0.1-1毫米；本實用新型的鋁塑復合管材具有強度高、熱傳導系數(shù)高的特點；爆破強度能夠大于6MPa，熱傳導系數(shù)大于1.5W/m·oC，而純導熱塑料管材的爆破強度只有4-5MPa，熱傳導系數(shù)約為0.4-1.0W/m·oC；本實用新型得到的鋁塑復合管材非常適合散熱器、熱交換器的制備。
文檔編號B32B27/06GK202612891SQ201220213730
公開日2012年12月19日 申請日期2012年5月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月14日
發(fā)明者陳建偉, 杜淼 申請人:陳建偉