專利名稱：一種聚烯烴導(dǎo)熱復(fù)合材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及導(dǎo)熱材料，具體地說是一種聚烯烴導(dǎo)熱復(fù)合材料。
背景技術(shù)：
在傳統(tǒng)導(dǎo)熱行業(yè)中的金屬導(dǎo)熱 材料雖然導(dǎo)熱率較高，但不耐腐蝕，材料比較笨重，加工能耗高成本較高，不環(huán)保。新型導(dǎo)熱聚合物具有優(yōu)良的綜合性能，他們可以用于換熱、散熱、采暖、電子、電氣、航空等很多導(dǎo)熱領(lǐng)域部分或完全代替金屬導(dǎo)熱材料。已有文獻(xiàn)報(bào)道通過不同粒徑的金屬導(dǎo)熱球體和不同類型的金屬粉末與聚合物混合改性提高聚合物導(dǎo)熱性能(Composites:Part A, 2005, 36 :1545-1554、European Polymer Journal, 2002, 38 1887-1897.)也有專利CN101469109提及金屬纖維與聚酯改性用于制備導(dǎo)熱材料，并且復(fù)合材料在提高導(dǎo)熱的同時(shí)也出現(xiàn)了導(dǎo)電的現(xiàn)象。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在提供一種聚烯烴導(dǎo)熱復(fù)合材料，所要解決的技術(shù)問題是提高導(dǎo)熱金屬填料的添加量以提高復(fù)合材料的導(dǎo)熱性能，并使導(dǎo)熱金屬填料在復(fù)合材料中均勻分散，提高復(fù)合材料的抗靜電性能和機(jī)械性能。本發(fā)明聚烯烴導(dǎo)熱復(fù)合材料，其特征在于其原料按質(zhì)量份數(shù)構(gòu)成為金屬纖維15-120份；金屬粉末75-700份；偶聯(lián)劑1_3份；接枝共聚物5_15份；潤(rùn)滑劑0. 2-6份；聚烯烴樹脂100份；抗氧劑0. 1-0. 2份，增韌劑5-10份；所述金屬纖維選自銅纖維、鋁纖維或鋼纖維；所述金屬粉末選自鋁或鋁合金粉末；所述偶聯(lián)劑選自Y-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(KH-560)、3_氨基丙基三乙氧基硅烷(KH-550)、二硬脂酰氧異丙基鋁酸酯(F-1)、單烷氧基脂肪酸鈦酸酯(NDZ-131)中的一種或幾種；所述接枝共聚物選自聚乙烯接枝馬來酸酐、聚丙烯接枝馬來酸酐、乙烯辛烯共聚物接枝馬來酸酐、乙烯-乙酸乙烯酯接枝聚丁烯、乙烯-丙烯酸共聚物、乙烯辛烯共聚物，乙烯-醋酸乙烯-乙烯醇三元共聚物中的一種或幾種；所述潤(rùn)滑劑選自石墨、PE蠟、石蠟、二硫化鑰中的一種或幾種；所述聚烯烴樹脂選自聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚丁烯(PB)中的一種或幾種；所述抗氧劑選自抗氧劑1010、抗氧劑168、抗氧劑B215中的一種或幾種；所述增韌劑選自乙烯辛烯共聚物(POE)或三元乙丙橡膠(EPDM)。所述金屬纖維的直徑為30-50微米，長(zhǎng)度為1-2毫米。所述金屬粉末為球形金屬粉末，直徑為20-50微米。所述聚烯烴樹脂由熔體流動(dòng)性較高的聚烯烴和熔體流動(dòng)性一般的聚烯烴組成；所述熔體流動(dòng)性較高的聚烯烴是按照GB/T3682-2000標(biāo)準(zhǔn)在測(cè)試溫度230°C、壓力2. 16kg下熔體流動(dòng)指數(shù)彡25g/10min的聚烯烴樹脂；
所述熔體流動(dòng)性一般的聚烯烴是按照GB/T3682-2000標(biāo)準(zhǔn)在測(cè)試溫度230°C、壓力2. 16kg下熔體流動(dòng)指數(shù)彡0. 5g/10min的聚烯烴樹脂。本發(fā)明導(dǎo)熱復(fù)合材料按照以下方法制備將金屬纖維、金屬粉末和偶聯(lián)劑于80-120°C混合并攪拌均勻得到表面處理導(dǎo)熱填料，向所得表面處理導(dǎo)熱填料中加入接枝共聚物、潤(rùn)滑劑、聚烯烴樹脂、抗氧劑和增韌劑，在攪拌條件下混合均勻得混合料；將所得混合料加入擠出機(jī)中擠出造粒，并注塑成型即得導(dǎo)熱復(fù)合材料。 與已有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果體現(xiàn)在本發(fā)明導(dǎo)熱復(fù)合材料的導(dǎo)熱系數(shù)> 3W/m K，具有較高的導(dǎo)熱性能。
本發(fā)明導(dǎo)熱復(fù)合材料中聚合物基體和導(dǎo)熱填料之間具有很好的相容性，導(dǎo)熱填料在聚合物基體之間分散均勻。本發(fā)明導(dǎo)熱復(fù)合材料在具有較高的導(dǎo)熱性能的同時(shí)具有優(yōu)良的抗靜電性以及良好的力學(xué)性能和加工性能。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明實(shí)施例中主要原料如下硅烷偶聯(lián)劑KH560，南京曙光化工；鈦酸酯偶聯(lián)劑NDZ-131，南京曙光化工；鋁酸酯偶聯(lián)劑F-1，重慶嘉世泰化工；聚丙烯PP150，中國(guó)石化，熔體流動(dòng)指數(shù)26g/10min ;聚丙烯PP H5416，巴塞爾，熔體流動(dòng)指數(shù)0. 3g/10min ;乙烯辛烯共聚物接枝馬來酸酐KT-9，沈陽(yáng)科通公司；聚丁烯，PB KTAR05，熔體流動(dòng)指數(shù)0. 5g/10min ;聚乙烯1922T齊魯石化，熔體流動(dòng)指數(shù)25g/10min ;聚丙烯接枝馬來酸酐，GPM200AL，能之光新材料科技有限公司；乙烯-丙烯酸共聚物，EA35，美國(guó)杜邦；抗氧劑，B215，上海汽巴高橋化學(xué)有限公司；乙烯辛烯共聚物，LC670，韓國(guó) LG。實(shí)施例I :按質(zhì)量份數(shù)計(jì)，分別稱取170份平均粒徑30微米的鋁粉、30份鋁纖維、2份硅烷偶聯(lián)劑KH560和I份鈦酸酯偶聯(lián)劑NDZ-131，在攪拌條件下于100°C混合均勻得到表面處理導(dǎo)熱填料，向所得表面處理導(dǎo)熱填料中加入20份PB、80份PP150、3份石墨、0. 2份石蠟、0. I份B215和5份P0E，在攪拌條件下混合均勻得混合料；將所得混合料加入擠出機(jī)中于220°C下擠出造粒，并注塑成型即得導(dǎo)熱復(fù)合材料。本實(shí)施例制備的導(dǎo)熱復(fù)合材料的導(dǎo)熱率為3. Iff/m K，體積電阻率為I. 59 X IO8 Q .CHK表面電阻率為2. 04X 108Q，拉伸強(qiáng)度為35. 52MPa、彎曲強(qiáng)度為44. 30MPa、沖擊強(qiáng)度為7. 73kJ/m2。實(shí)施例2 按質(zhì)量份數(shù)計(jì)，分別稱取150份平均粒徑40微米的鋁粉、50份鋁纖維和3份硅烷偶聯(lián)劑KH560，在攪拌條件下于100°C混合均勻得到表面處理導(dǎo)熱填料，向所得表面處理導(dǎo)熱填料中加入100份PP、3份石墨、0. 2份PE蠟、0. I份B215和5份P0E，在攪拌條件下混合均勻得混合料；將所得混合料加入擠出機(jī)中于220°C下擠出造粒，并注塑成型即得導(dǎo)熱復(fù)合材料。本實(shí)施例制備的導(dǎo)熱復(fù)合材料的導(dǎo)熱率為3. 3ff/m K，體積電阻率為I. 59 X IO8 Q !!、表面電阻率為2. 04X 108Q，拉伸強(qiáng)度為22. 91MPa、彎曲強(qiáng)度為41. 45MPa、沖擊強(qiáng)度為7. 52kJ/m2。實(shí)施例3 按質(zhì)量份數(shù)計(jì)，分別稱取250份平均粒徑20微米的鋁粉、50份鋁纖維和3份鋁酸酯偶聯(lián)劑F-1，在攪拌條件下于100°C混合均勻得到表面處理導(dǎo)熱填料，向所得表面處理導(dǎo)熱填料中加入20份PP150、80份PPH5416、4份石墨、0. 4份PE蠟、0. I份B215和5份P0E，在攪拌條件下混合均勻得混合料；將所得混合料加入擠出機(jī)中于220°C下擠出造粒，并注塑成型即得導(dǎo)熱復(fù)合材料。本實(shí)施例制備的導(dǎo)熱復(fù)合材料的導(dǎo)熱率為4. 5ff/m !(，拉伸強(qiáng)度為31. 83MPa、彎曲強(qiáng)度為41. 81MPa、沖擊強(qiáng)度為5. 92kJ/m2。 實(shí)施例4 按質(zhì)量份數(shù)計(jì)，分別稱取200份平均粒徑20微米的鋁粉、20份鋁纖維和2份鈦酸酯偶聯(lián)劑NDZ-131，在攪拌條件下于100°C混合均勻得到表面處理導(dǎo)熱填料，向所得表面處理導(dǎo)熱填料中加入20份PP150、80份PPH5416、4份石墨、0. 4份PE蠟、15份KT_9、0. I份B215和5份P0E，在攪拌條件下混合均勻得混合料；將所得混合料加入擠出機(jī)中于220°C下擠出造粒，并注塑成型即得導(dǎo)熱復(fù)合材料。本實(shí)施例制備的導(dǎo)熱復(fù)合材料的導(dǎo)熱率為4. 3ff/m-K,拉伸強(qiáng)度為38. 03MPa、彎曲強(qiáng)度為53. IMPa、沖擊強(qiáng)度為9. 41kJ/m2。實(shí)施例5 按質(zhì)量份數(shù)計(jì)，分別稱取300份平均粒徑20微米的鋁粉、15份鋁纖維和3份硅烷偶聯(lián)劑KH560，在攪拌條件下于100°C混合均勻得到表面處理導(dǎo)熱填料，向所得表面處理導(dǎo)熱填料中加入20份PE、80份PP150、3份石墨、0. 5份石蠟、15份乙烯-丙烯酸共聚物、0. I份B215和5份P0E，在攪拌條件下混合均勻得混合料；將所得混合料加入擠出機(jī)中于220°C下擠出造粒，并注塑成型即得導(dǎo)熱復(fù)合材料。本實(shí)施例制備的導(dǎo)熱復(fù)合材料的導(dǎo)熱率為4. 6ff/m !(，拉伸強(qiáng)度為25. 73MPa、彎曲強(qiáng)度為34. 46MPa、沖擊強(qiáng)度為6. OlkJ/m2。 實(shí)施例6 按質(zhì)量份數(shù)計(jì)，分別稱取180份平均粒徑40微米的鋁粉、20份鋁纖維和3份鋁酸酯偶聯(lián)劑F-1，在攪拌條件下于100°C混合均勻得到表面處理導(dǎo)熱填料，向所得表面處理導(dǎo)熱填料中加入20份PP150、80份PPH5416、2份二硫化鑰、0. 2份PE蠟、5份乙烯辛烯共聚物接枝馬來酸酐、10份聚丙烯接枝馬來酸酐、0. I份B215和4份P0E，在攪拌條件下混合均勻得混合料；將所得混合料加入擠出機(jī)中于220°C下擠出造粒，并注塑成型即得導(dǎo)熱復(fù)合材料。本實(shí)施例制備的導(dǎo)熱復(fù)合材料的導(dǎo)熱率為3. 5ff/m-K,拉伸強(qiáng)度為28. 20MPa、彎曲強(qiáng)度為38. 35MPa、沖擊強(qiáng)度為10. 33kJ/m2。
權(quán)利要求
1.一種聚烯烴導(dǎo)熱復(fù)合材料，其特征在于其原料按質(zhì)量份數(shù)構(gòu)成為 金屬纖維15-120份；金屬粉末75-700份；偶聯(lián)劑1-3份；接枝共聚物5_15份；潤(rùn)滑劑0. 2-6份；聚烯烴樹脂100份；抗氧劑0. 1-0. 2份，增韌劑5-10份； 所述金屬纖維選自銅纖維、鋁纖維或鋼纖維； 所述金屬粉末選自鋁或鋁合金粉末； 所述偶聯(lián)劑選自Y _縮水甘油醚氧丙基二甲氧基娃燒、3-氨基丙基二乙氧基娃燒、二硬脂酰氧異丙基鋁酸酯、單烷氧基脂肪酸鈦酸酯中的一種或幾種； 所述接枝共聚物選自聚乙烯接枝馬來酸酐、聚丙烯接枝馬來酸酐、乙烯辛烯共聚物 接枝馬來酸酐、乙烯-乙酸乙烯酯接枝聚丁烯、乙烯-丙烯酸共聚物、乙烯辛烯共聚物，乙烯-醋酸乙烯-乙烯醇三元共聚物中的一種或幾種； 所述潤(rùn)滑劑選自石墨、PE蠟、石蠟、二硫化鑰中的一種或幾種； 所述聚烯烴樹脂選自聚丙烯、聚乙烯、聚丁烯中的一種或幾種； 所述抗氧劑選自抗氧劑1010、抗氧劑168、抗氧劑B215中的一種或幾種； 所述增韌劑選自乙烯辛烯共聚物或三元乙丙橡膠。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的聚烯烴導(dǎo)熱復(fù)合材料，其特征在于 所述金屬纖維的直徑為30-50微米，長(zhǎng)度為1-2毫米。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的聚烯烴導(dǎo)熱復(fù)合材料，其特征在于 所述金屬粉末為球形金屬粉末，直徑為20-50微米。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的聚烯烴導(dǎo)熱復(fù)合材料，其特征在于 所述聚烯烴樹脂由熔體流動(dòng)指數(shù)> 25g/1Omin的聚烯烴和熔體流動(dòng)指數(shù)(0. 5g/10min的聚烯烴組成。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種聚烯烴導(dǎo)熱復(fù)合材料，其原料按質(zhì)量份數(shù)構(gòu)成為金屬纖維15-120份；金屬粉末75-700份；偶聯(lián)劑1-3份；接枝共聚物5-15份；潤(rùn)滑劑0.2-6份；聚烯烴樹脂100份；抗氧劑0.1-0.2份，增韌劑5-10份。本發(fā)明導(dǎo)熱復(fù)合材料具有較高的導(dǎo)熱性能，同時(shí)還具有優(yōu)異的抗靜電性以及良好的力學(xué)性能和加工性能。
文檔編號(hào)C08L23/08GK102746576SQ20121024758
公開日2012年10月24日 申請(qǐng)日期2012年7月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月17日
發(fā)明者周正發(fā), 徐衛(wèi)兵, 王鍇, 范培宏, 馬海紅 申請(qǐng)人:合肥工業(yè)大學(xué)