專利名稱：導(dǎo)熱絕緣塑料的振動成型方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及塑料制造領(lǐng)域，具體涉及一種高導(dǎo)熱絕緣塑料的振動成型方法。
背景技術(shù)：
在散熱工業(yè)中傳統(tǒng)的金屬材料通常非常笨重，機械加工成本高，制品的幾何形狀受到很大限制并且易于腐蝕，因而越來越多地被容易成型加工的導(dǎo)熱絕緣塑料所替代。
現(xiàn)有技術(shù)中，有使用粒狀材料如氮化硼顆粒和薄片狀填料填充的聚合物基體，其中以薄片狀填料(高長徑比至少10∶1)填充的塑料具有較好的導(dǎo)熱性能(ZL99815810.0)。然而，即使有這樣好的材料，也不一定能夠得到高的導(dǎo)熱率。因為熱傳導(dǎo)是一種整體性能，熱是在整體中進行傳導(dǎo)，用物體的整個體積來傳導(dǎo)。因此，即使讓高度導(dǎo)熱的窄導(dǎo)管穿過導(dǎo)熱低得多的物體，其熱傳導(dǎo)也不如在整個物體中一定程度上均勻?qū)岬奈矬w那么好。因此，復(fù)合材料體整個基體導(dǎo)熱性的一致對整體高導(dǎo)熱性來說是至關(guān)重要的。而高長徑比材料以及高填充塑料因加工過程中流動狀態(tài)的影響，難以得到均勻緊密的填料分布，使材料的導(dǎo)熱率達不到理想狀態(tài)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明在于提供一種導(dǎo)熱絕緣塑料的振動成型方法，提高導(dǎo)熱絕緣塑料的導(dǎo)熱率。
要達到好的導(dǎo)熱率，必須使導(dǎo)熱填料達到接近完美的排列。本發(fā)明通過施加振動場，在特定條件下進行注射成型或鑄型成型的加工方法使導(dǎo)熱絕緣塑料中導(dǎo)熱填料在各種情況下都能夠容易的達到接近理想的排列，從而得到高導(dǎo)熱率的導(dǎo)熱絕緣塑料。
本發(fā)明的導(dǎo)熱絕緣塑料的振動成型方法，包括如下步驟(1)塑料基體與填料、偶聯(lián)劑、潤滑劑混合物通過擠出機造粒，得到導(dǎo)熱絕緣塑料；(2)將步驟(1)得到的導(dǎo)熱絕緣塑料熔融；(3)對熔融導(dǎo)熱絕緣塑料進行注射成型或鑄型成型，同時施加振動場，使熔融導(dǎo)熱絕緣塑料中的填料相互運動排列達到均勻緊密；(4)冷卻至室溫定型。
步驟(1)可以采用通用的原料配方和用量。
步驟(2)可以采用通用的方法使導(dǎo)熱絕緣塑料熔融。
步驟(4)可以采用通用的冷卻定型方法。
本發(fā)明的優(yōu)選方案如下步驟(1)所述塑料基體是聚苯硫醚(PPS)、PA、PBT、PP或ABS。
步驟(1)所述填料是氧化鎂(MgO)、氧化鋁(Al2O3)、氮化鋁(AlN)、六方氮化硼(h-BN)、碳化硅(SiC)中的一種或一種以上混合物。
步驟(1)所述偶聯(lián)劑是硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑或鋁酸酯偶聯(lián)劑。
步驟(1)所述潤滑劑是硬酯酸酰胺、硬酯酸鹽、低分子聚合物液晶、氮化硼(BN)或二硫化鉬(MoS2)。
步驟(2)所述將導(dǎo)熱絕緣塑料熔融是將導(dǎo)熱絕緣塑料通過注射機熔融或者置于模具中加熱熔融。
步驟(3)所述振動場的振動壓力為1～50MPa，振動頻率為1～15Hz。
步驟(3)所述注射成型，的注射壓力為10～100MPa，注射/振動時間為1～30秒。
步驟(3)所述鑄型成型的模制壓力10～50MPa，振動時間1～60秒。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點是本發(fā)明通過施加振動場，使高填充導(dǎo)熱絕緣塑料中的填充物達到較好的排列，提高了塑料的導(dǎo)熱率。
具體實施例方式
實施例1在高速混合機中加入氮化鋁(D50＝22.5微米)3.5公斤，然后加入硅烷偶聯(lián)劑30克，接著高速混合均勻。再加入PPS 1.5公斤，混合均勻后，加到雙螺桿擠出機中，在280～300℃擠出造粒，得可注射成型導(dǎo)熱絕緣塑料。
將該塑料在300℃塑化后注入振動注射機中，在50MPa振動壓力，1Hz振動頻率，100MPa下注射成型。模具溫度約140℃，注射/振動時間1秒，冷卻定型。該導(dǎo)熱絕緣塑料制件50℃時熱擴散系數(shù)為1.244mm2/s，而沒有采用振動的注射樣品的熱擴散系數(shù)是1.007mm2/s。
實施例2在高速混合機中加入氧化鎂和氧化鋁(40-325目)3.5公斤，然后加入鈦酸酯偶聯(lián)劑30克，接著高速混合均勻。再加入PA661.5公斤，混合均勻后，加到雙螺桿擠出機中，在280℃左右擠出造粒，得可注射成型導(dǎo)熱絕緣塑料。
將該塑料在280℃塑化后注入振動注射機中，在1MPa振動壓力，15Hz振動頻率，10MPa下注射成型。模具溫度約120℃，注射/振動時間30秒。該導(dǎo)熱絕緣塑料制件50℃時熱擴散系數(shù)為0.951mm2/s，而沒有采用振動的注射樣品的熱擴散系數(shù)是0.757mm2/s。
實施例3在開煉機上將100克ABS塑化后，逐步加入400克六方氮化硼(D50＝22.5微米)，混煉均勻后出片，得模壓塑料。
將該模壓塑料放入模具中，在平板硫化機上于200℃預(yù)熱10分鐘，然后手動交替加壓和卸壓，交替振動30次，約一分鐘，然后保壓10分鐘。油壓壓力15MPa，模腔面積98平方厘米。該導(dǎo)熱絕緣塑料板在約50℃時導(dǎo)熱率為5.221W/m·K(經(jīng)玻璃與不銹鋼校正的平行板導(dǎo)熱率測試儀)，而只采用一兩次加壓后保壓的樣品導(dǎo)熱率是3.799W/m·K(經(jīng)玻璃與不銹鋼校正的平行板導(dǎo)熱率測試儀)。
實施例4在高速混合機中加入六方氮化硼(D50＝22.5微米)3.5公斤，然后加入鋁酸酯偶聯(lián)劑30克，接著高速混合均勻。再加入PPS 1.5公斤和硬酯酸酰胺1公斤，混合均勻后，加到雙螺桿擠出機中，在280～300℃擠出造粒，得可注射成型導(dǎo)熱絕緣塑料。
將該塑料在300℃塑化后注入振動注射機中，在15MPa振動壓力，10Hz振動頻率，100MPa下鑄型成型。模具溫度約140℃，振動時間60秒，冷卻定型。該導(dǎo)熱絕緣塑料制件50℃時熱擴散系數(shù)為1.344mm2/s，而沒有采用振動的注射樣品的熱擴散系數(shù)是1.001mm2/s。
實施例5在高速混合機中加入氧化鎂和氧化鋁(40-325目)3.5公斤，然后加入鈦酸酯偶聯(lián)劑30克，接著高速混合均勻。再加入PA661.5公斤，混合均勻后，加到雙螺桿擠出機中，在280℃左右擠出造粒，得可注射成型導(dǎo)熱絕緣塑料。
將該塑料在280℃塑化后注入振動注射機中，在12MPa振動壓力，7Hz振動頻率，50MPa下鑄型成型。模具溫度約120℃，振動時間1秒。該導(dǎo)熱絕緣塑料制件50℃時熱擴散系數(shù)為0.101mm2/s，而沒有采用振動的注射樣品的熱擴散系數(shù)是0.757mm2/s。
權(quán)利要求
1.一種導(dǎo)熱絕緣塑料的振動成型方法，其特征在于包括如下步驟(1)塑料基體與填料、偶聯(lián)劑、潤滑劑混合物通過擠出機造粒，得到導(dǎo)熱絕緣塑料；(2)將步驟(1)得到的導(dǎo)熱絕緣塑料熔融；(3)對熔融導(dǎo)熱絕緣塑料進行注射成型或鑄型成型，同時施加振動場；(4)冷卻定型。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于步驟(1)所述塑料基體是聚苯硫醚(PPS)、PA、PBT、PP或ABS。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于步驟(1)所述填料是氧化鎂(MgO)、氧化鋁(Al2O3)、氮化鋁(AlN)、六方氮化硼(h-BN)、碳化硅(SiC)中的一種或一種以上混合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于步驟(1)所述偶聯(lián)劑是硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑或鋁酸酯偶聯(lián)劑。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于步驟(1)所述潤滑劑是硬酯酸酰胺、硬酯酸鹽、低分子聚合物液晶、氮化硼(BN)或二硫化鉬(MoS2)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于步驟(2)所述將導(dǎo)熱絕緣塑料熔融是將導(dǎo)熱絕緣塑料通過注射機熔融或者置于模具中加熱熔融。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于步驟(3)所述振動場的振動壓力為1～50MPa，振動頻率為1～15Hz。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于步驟(3)所述注射成型，的注射壓力為10～100MPa，注射/振動時間為1～30秒。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于步驟(3)所述鑄型成型的模制壓力10～50MPa，振動時間1～60秒。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種高導(dǎo)熱絕緣塑料制備的振動成型方法，包括塑料基體與填料、偶聯(lián)劑、潤滑劑混合物通過擠出機造粒，得到導(dǎo)熱絕緣塑料；將得到的導(dǎo)熱絕緣塑料熔融；對熔融導(dǎo)熱絕緣塑料進行注射成型或鑄型成型，同時施加振動場；冷卻定型。本發(fā)明通過將導(dǎo)熱絕緣塑料熔融后施加振動場，使其熔體中的填料相互運動排列達至均勻緊密，并通過注射成型或者鑄型成型方法使熔體成型。本發(fā)明能提高大顆粒晶體填充的導(dǎo)熱絕緣塑料的導(dǎo)熱率。
文檔編號B29C37/00GK1775502SQ200510101699
公開日2006年5月24日 申請日期2005年11月25日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月25日
發(fā)明者林曉丹, 曾幸榮, 徐迎賓, 劉芳, 張貞祥, 張金柱 申請人:華南理工大學(xué), 廣州市花都科苑企業(yè)有限公司