專利名稱:高導(dǎo)熱性高密度聚乙烯基復(fù)合材料的制作方法
本發(fā)明涉及一種高導(dǎo)熱性聚合物復(fù)合材料及其制造方法，具體而言，本發(fā)明涉及一種高密度聚乙烯和高導(dǎo)熱性填料為原料共混復(fù)合制造的高導(dǎo)熱性聚合物復(fù)合材料。
聚合物的導(dǎo)熱系數(shù)很低，屬于不良導(dǎo)熱體，為了改善聚合物材料的導(dǎo)熱性，使之能作為功能材料運(yùn)用于實(shí)際環(huán)境中，諸如水泥大壩冷卻管材、常壓換熱設(shè)備或生活取暖裝置、自潤滑構(gòu)件等。美國Tavman，Ismail H.報導(dǎo)了金屬粉末對聚合物導(dǎo)熱系數(shù)的影響，Ef-fect of matallic fillers on thermal conductivity of polymers-Integrated Design and Nanufac-turing of composites American Society of Mechanical Engineers.Patroleum Divson(Pahlica-tion)V64 N2 1994 P165-170，該文研究了高密度聚乙烯與金屬粉末錫共混復(fù)合材料的導(dǎo)熱性，金屬錫粉末導(dǎo)熱性好，但價格昂貴，比重大，加工過程中易氧化，金屬粉末與聚合物界面互相作用小相容性差，導(dǎo)致力學(xué)性能低?！奥然勐纫蚁?dǎo)熱管的研制”——塑料工業(yè)，N5，1992，P46-48，該文研究了用石墨粉填充改性氯化聚氯乙烯導(dǎo)熱性，石墨的加入可提高氯化聚氯乙烯導(dǎo)熱性，但氯化聚氯乙烯耐老化，耐化學(xué)腐蝕性差，且隨含氯量增加，穩(wěn)定性變差，加工困難，成本高。
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種高導(dǎo)熱性高密度聚乙烯基復(fù)合材料及其制造方法，其特點(diǎn)是在高密度聚乙烯基體材料中引入在磨盤型力化學(xué)反應(yīng)器處理過的導(dǎo)熱物質(zhì)，適當(dāng)加入抗氧劑，通過共混復(fù)合方法制造兼具高導(dǎo)熱性和良好機(jī)械性能的高密度聚乙烯基復(fù)合材料，以拓寬其應(yīng)用領(lǐng)域。
本發(fā)明的目的由以下技術(shù)措施實(shí)現(xiàn)的高導(dǎo)熱性高密度聚乙烯基復(fù)合材料的配方組分(按重量計)為高密度聚乙烯，熔體指數(shù)0.8-0.16g/10min I2.16kg 3-9.5份高導(dǎo)熱性填料(可用氧化鎂、石墨、硅酸鈣)，粒度為63.5-127μm 0.5-7份抗氧劑[可用硫代二丙酸二月硅酸(簡稱DLTP)，和/或ρ-(4-羥基-3.5-二叔丁基)丙酸正十八碳醇酸，(簡稱1076)] 0.0025～0.02份高導(dǎo)熱性高密度聚乙烯基復(fù)合材料的制造方法1.將一定量高導(dǎo)熱性填料在本發(fā)明者獲得專利權(quán)(ZL95242817.2)的磨盤型力化學(xué)反應(yīng)器中處理活化后，于溫度80-100℃烘干，備用。
2.稱取高密度聚乙烯3～9.5份，磨盤型力化學(xué)反應(yīng)器中處理的填料0.5～7份和加入抗氧劑0.0025～0.02份，在雙螺桿混煉機(jī)內(nèi)混煉，擠出，牽伸冷卻、切粒包裝。或干燥、壓片、測試性能。
高導(dǎo)熱性高密度聚乙烯基復(fù)合材料性能測試結(jié)果導(dǎo)熱系數(shù) 0.45-3.5W/m·K拉伸屈服強(qiáng)度 21-30MPa斷裂伸長率 10-1200％沖擊強(qiáng)度 50-200J/m本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明與金屬相比具有耐腐蝕、抗結(jié)垢、重量輕等特點(diǎn)；與其它一些聚合物導(dǎo)熱材料相比具有價格低廉、成型加工方便，兼具優(yōu)良導(dǎo)熱性及機(jī)械性能，在一定條件下可實(shí)現(xiàn)以塑代鋼，用于水泥大壩冷卻管材，可解決鋼管鋪設(shè)接頭多，施工困難，易銹蝕，易泄漏，費(fèi)用高的問題，且可解決普通HDPE管導(dǎo)熱系數(shù)小，管徑大，對材料力學(xué)強(qiáng)度要求高的問題；用于制造形狀復(fù)雜、韌性好、不結(jié)垢的常壓換熱設(shè)備或生活取暖裝置；還可用于自潤滑構(gòu)件等方面，有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。
實(shí)施例下面通過實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行具體的描述，有必要在此指出的是以下實(shí)施例只用于對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的說明，不能理解為對本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，該領(lǐng)域的技術(shù)人員可以根據(jù)上述內(nèi)容對本發(fā)明作出一些非本質(zhì)的改進(jìn)和調(diào)整。
1.將磨盤型力化學(xué)反應(yīng)器處理活化的石墨5公斤及高密度聚乙烯15公斤混和，加入抗氧劑(LDTP∶1076＝1∶1)200克，在雙螺桿混煉機(jī)內(nèi)混煉、擠出，牽伸、冷卻、切粒。干燥、壓片、測試性能結(jié)果導(dǎo)熱系數(shù)為1.5W/m·K，拉伸屈服強(qiáng)度為24MPa，斷裂伸長率為440％，沖擊強(qiáng)度為120J/m。
2.將磨盤型力化學(xué)反應(yīng)器處理活化氧化鎂4公斤及高密度聚乙烯6公斤混和，加入抗氧劑(LDTP∶1076＝1∶1)100克，在雙螺桿混煉機(jī)內(nèi)混煉，擠出牽伸、冷卻、切粒。干燥、壓片，測試性能結(jié)果導(dǎo)熱系數(shù)為2.1W/m·K，拉伸屈服強(qiáng)度22MPa，斷裂伸長率為50％，沖擊強(qiáng)度為100J/m。
3.將磨盤型力化學(xué)反應(yīng)器處理活化石墨5公斤及高密度聚乙烯5公斤，加入抗氧劑(LDTP∶1076＝1∶1)100克，在雙螺桿混煉機(jī)內(nèi)混煉，擠出，牽伸、冷卻、切粒、干燥、壓片，測試性能結(jié)果導(dǎo)熱系數(shù)為3W/m·K，拉伸屈服強(qiáng)度為28MPa，斷裂伸長率為25％，沖擊強(qiáng)度為90J/m。
權(quán)利要求
1.高導(dǎo)熱性高密度聚乙烯基復(fù)合材料，其特征在于該高密度聚乙烯基復(fù)合材料的配方組分(按重量計)為高密度聚乙烯，熔體指數(shù)0.08～0.16g/10min I2.16kg 3～9.5份高導(dǎo)熱性填料，粒度63.5-127μm 0.5～7份抗氧劑 0.0025～0.02份
2.按照權(quán)利要求
1所述高導(dǎo)熱性高密度聚乙烯基復(fù)合材料，其特征在于高導(dǎo)性填料為石墨、氧化鎂、硅酸鈣。
3.按照權(quán)利要求
1或2所述高導(dǎo)熱性高密度聚乙烯基復(fù)合材料，其特征在于抗氧劑為硫代二丙酸二月桂酯和/或ρ-(4-羥基-3，5-二叔丁基)丙酸正十八碳醇酯。
4.按照權(quán)利要求
1所述高導(dǎo)熱性高密度聚乙烯基復(fù)合材料的制備方法，其特征在于(1)將一定量高導(dǎo)熱性填料在磨盤型力化學(xué)反應(yīng)器中處理活化后，于溫度80-100℃烘干、備用，(2)稱取高密度聚乙烯3～9.5份，經(jīng)磨盤型力化學(xué)反應(yīng)器處理活化的導(dǎo)熱填料0.5～7份，加入抗氧劑0.0025～0.02份，在雙螺桿混煉機(jī)內(nèi)混煉、擠出，經(jīng)牽伸冷卻、切粒、包裝。
專利摘要
一種高導(dǎo)熱性高密度聚乙烯基復(fù)合材料及其制造方法，其特點(diǎn)是在高密度聚乙烯基體材料中加入經(jīng)磨盤型力化學(xué)反應(yīng)器處理活化的導(dǎo)熱物質(zhì)，并添加適量抗氧劑，通過共混方法制造高導(dǎo)熱性高密度聚乙烯基復(fù)合材料。在一定條件下可實(shí)現(xiàn)以塑代鋼，用于水泥大壩冷卻管材；常壓換熱設(shè)備或生活取暖裝置；還可用于自潤滑構(gòu)件等方面，有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。
文檔編號C08K13/02GKCN1093551SQ98112222
公開日2002年10月30日 申請日期1998年9月1日
發(fā)明者王琪, 高峻, 華正坤 申請人:四川聯(lián)合大學(xué)導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan專利引用 (3),