一種高導(dǎo)熱性能高分子復(fù)合材料的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于高分子復(fù)合材料制備領(lǐng)域，具體涉及一種高導(dǎo)熱性能高分子復(fù)合材料。
【背景技術(shù)】
[0002]高分子基復(fù)合材料由于其質(zhì)輕、易加工成型、耐磨損且制備簡單、易于工業(yè)化等優(yōu)點而得到廣泛應(yīng)用。然而，絕大多數(shù)高分子材料熱導(dǎo)率極低，若賦予高分子材料以一定導(dǎo)熱性，就可以大大拓寬高分子材料的應(yīng)用領(lǐng)域。若在高分子復(fù)合材料具有一定導(dǎo)熱性的基礎(chǔ)上保證其絕緣性能，則對于提高電氣及微電子器件的精度、壽命和解決現(xiàn)實中大量絕緣散熱場合的需求具有重大積極意義。
[0003]一般來講，為了獲取更高的熱導(dǎo)率，導(dǎo)熱填料的填充分?jǐn)?shù)往往較高，從而會導(dǎo)致復(fù)合材料韌性大幅度下降而失去實用價值。另一方面，隨著塑料制品在生活中的應(yīng)用越來越廣泛，易燃成為塑料制品的最大弊端。為了避免不必要事故的發(fā)生，對高分子材料阻燃性能的要求也已成為衡量材料性能的一項重要指標(biāo)。因此，制備高導(dǎo)熱、良絕緣、阻燃性能優(yōu)異且力學(xué)性能良好的多功能性復(fù)合材料具有重大意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明設(shè)計了一種高導(dǎo)熱性能高分子復(fù)合材料，其解決的技術(shù)問題是，克服目前一般的高分子通用材料的性能和加工技術(shù)的不足之處，提供一種低成本，易實現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)的高導(dǎo)熱性高分子復(fù)合材料以及其制備方法，同時還使得該復(fù)合材料具備良絕緣性，阻燃性能以及優(yōu)異的機械性能。
[0005]為了解決上述存在的技術(shù)問題，本發(fā)明采用了以下方案:
一種高導(dǎo)熱性能高分子復(fù)合材料，其特征在于，按照重量分?jǐn)?shù)計，其原料中包含以下組分:樹脂基體35-45份，導(dǎo)熱填料60-75份，增韌填料1-10份，抗氧劑0.3-1.3份，分散劑0.5-4 份。
[0006]進一步，所述的樹脂基體是由環(huán)氧樹脂基體和聚丁烯樹脂基體按照重量比為3:1組合而成的，所述的環(huán)氧樹脂基體為縮水甘油酯類環(huán)氧樹脂和環(huán)氧化聚二丁烯按照重量比為2:1組成的組合物。
[0007]進一步，所述的導(dǎo)熱填料包括無機粒子導(dǎo)熱填料和炭基導(dǎo)熱填料，所述的無機粒子導(dǎo)熱填料和炭基導(dǎo)熱填料的重量比為8:1。
[0008]進一步，所述的無機粒子導(dǎo)熱填料為氮化鋁和碳化硅按照重量比為1:1組成的混合物，所述的炭基導(dǎo)熱填料為單壁碳納米管、石墨化泡沫碳和氣相生長碳纖維按照重量比為3:2:1組成的組合物。
[0009]進一步，所述的增韌填料為聚氨酯類增韌材料和鄰苯二甲酸二辛酯按照重量比為5:1組成的混合物。
[0010]進一步，所述的抗氧劑為多酚受阻酚抗氧劑1010和復(fù)合抗氧劑255質(zhì)量比1:1組成的復(fù)合抗氧劑。
[0011]進一步，所述的分散劑為乙烯基雙硬脂酰胺和氧化聚乙烯蠟按照重量比為3:5組成的組合物。
[0012]本發(fā)明還包括一種高導(dǎo)熱性能高分子復(fù)合材料的制備方法，其特征在于按如下步驟進彳丁制備:
步驟一、用無水乙醇按照1.5:1的比例將鈦酸酯偶聯(lián)劑稀釋，在高速攪拌的條件下，將已稀釋的鈦酸酯偶聯(lián)劑以霧狀噴入至無機粒子導(dǎo)熱填料表面，持續(xù)攪拌20min后，置于烘箱中將溶劑烘去，冷卻備用；
步驟二、將炭基導(dǎo)熱填料超聲處理35min，烘干后冷卻備用；
步驟三、將干燥后的樹脂基體，導(dǎo)熱填料，增韌填料，抗氧劑和分散劑按照權(quán)利要求1所述的重量分?jǐn)?shù)比配比，然后，置于高速攪拌機中混合均勻；
步驟四、將預(yù)混均勻的物料加入高分子材料加工設(shè)備熔融混煉，完成造粒。
[0013]進一步，步驟四中所述的高分子材料加工設(shè)備采用雙螺桿擠出機，所述雙螺桿擠出機的長徑比為30，在195/200/210/210/205 °C溫度下熔融混煉，擠出造粒，過程控制螺桿轉(zhuǎn)速80r/min，粒料干燥后注塑成測試樣品，注塑溫度為195/200/210/210/205 °C，注射壓力60MPa，模具溫度80 °C
本發(fā)明高導(dǎo)熱性能高分子復(fù)合材料及其制備方法具有如下的有益效果:
(O本發(fā)明高導(dǎo)熱性能高分子復(fù)合材料成功解決了高分子材料導(dǎo)熱性能差的實際問題，本發(fā)明選擇了對復(fù)合樹脂基體進行填充改性，充分利用環(huán)氧樹脂基體和聚丁烯樹脂基體各自的優(yōu)異性能，所制備的環(huán)氧樹脂基體和聚丁烯樹脂基體復(fù)合材料具有出色的導(dǎo)熱性能，相比純聚合物樹脂有了很大的改善。
[0014](2)本發(fā)明高導(dǎo)熱性能高分子復(fù)合材料中的導(dǎo)熱填料組分的復(fù)配選擇充分實現(xiàn)了無機粒子導(dǎo)熱填料和炭基導(dǎo)熱填料協(xié)同復(fù)配，使得高分子樹脂基本的導(dǎo)熱性能大大提升。
[0015](3)本發(fā)明高導(dǎo)熱性能高分子復(fù)合材料在提高其導(dǎo)熱性能的同時還提高了材料的阻燃性能。高填充的無機粒子導(dǎo)熱填料不僅大幅度提高了復(fù)合材料的導(dǎo)熱性能，還作為阻燃劑達到了優(yōu)異的阻燃效果。
[0016](4)本發(fā)明高導(dǎo)熱性能高分子復(fù)合材料復(fù)合抗氧劑以及分散劑的選擇使得參與反應(yīng)的各種材料在樹脂中均勻分散，各種填料的填充效果更佳，反應(yīng)體系更加穩(wěn)定，最終制得的材料的導(dǎo)熱性良好的同時熱穩(wěn)定性也更好。
[0017](5)本發(fā)明高導(dǎo)熱性能高分子復(fù)合材料中的增韌填料選擇了聚氨酯類增韌填料和鄰苯二甲酸二辛酯的組合物，該組合材料的選擇使得本發(fā)明的產(chǎn)品具有良好的綜合性能，更好的混合性能，更好的抗沖擊性能，更好的絕緣性能，同時，揮發(fā)性較低，使用安全方便。
[0018](6)本發(fā)明采用一步法和常用的加工設(shè)備來制備高導(dǎo)熱性能高分子復(fù)合材料。無機粒子導(dǎo)熱填料和炭基導(dǎo)熱填料對樹脂基體進行高填充，同時，多種導(dǎo)熱填料進行復(fù)配，實現(xiàn)協(xié)同作用，在不提高總填充質(zhì)量分?jǐn)?shù)且保證阻燃性能、絕緣性能的前提下，使熱導(dǎo)率又有大幅度的提升。再輔以特殊復(fù)配的增韌填料，可以確保材料在高填充的前提下依舊保持良好的力學(xué)性能。其最高導(dǎo)熱系數(shù)均大于5.2ff/m*K,阻燃性能和絕緣性能優(yōu)異且力學(xué)性能良好。
【具體實施方式】
[0019]本發(fā)明公開了一種高導(dǎo)熱性能高分子復(fù)合材料及其制備方法，下面通過具體實施了做進一步的說明:
實施例1:
選取原料組分，按照重量分?jǐn)?shù)計:樹脂基體35份，導(dǎo)熱填料60份，增韌填料2份，抗氧劑0.3份，分散劑0.5份。
[0020]樹脂基體是由環(huán)氧樹脂基體和聚丁烯樹脂基體按照重量比為3:1組合而成的，環(huán)氧樹脂基體為縮水甘油酯類環(huán)氧樹脂和環(huán)氧化聚二丁烯按照重量比為2:1組成的組合物。導(dǎo)熱填料包括無機粒子導(dǎo)熱填料和炭基導(dǎo)熱填料，無機粒子導(dǎo)熱填料和炭基導(dǎo)熱填料的重量比為8:1。無機粒子導(dǎo)熱填料為氮化鋁和碳化硅按照重量比為1:1組成的混合物，炭基導(dǎo)熱填料為單壁碳納米管、石墨化泡沫碳和氣相生長碳纖維按照重量比為3:2:1組成的組合物。增韌填料為聚氨酯類增韌材料和鄰苯二甲