CN106700436A - 一种高可塑性的导热复合材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种高可塑性的导热复合材料，包括以下重量份数的原料：聚对苯二甲酸丁二醇酯100份、聚乙烯醇缩丁醛10~20份、导热填充料45~75份、改性填料10~30份；所述的导热填充料为膨胀石墨与碳纳米管，其质量份比为1~3:1；所述的改性填料包括以下重量份数的原料：新戊二醇二缩水甘油醚1~3份、甲基羟乙基纤维素2~6份、乙烯‑丙烯酸酯‑甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物1~4份、乙烯‑辛烯共聚物2~7份、羟基硅油0.5~1份、偶联剂3~8份、抗氧剂0.5~1份。本发明为一种具有优良导热性和可塑造性的导热复合材料。
Description
技术领域
本发明涉及导热材料技术领域，具体涉及一种高可塑性的导热复合材料及其制备方法。
背景技术
导热材料在国防工业和国民经济各个领域都有着广泛应用，如换热工程，采暖工程，电子信息工程等。而传统意义上的导热材料多为金属材料或金属复合材料，如Cu、Al及其复合材料等，这类导热材料具有优良的导热性能。但是由于金属类材料抗腐蚀性能、绝缘性及可塑性较差，成型加工困难，而且质量较大，限制了其在导热领域上的应用。高分子材料在各行各业都得到广泛应用，其具有耐化学腐蚀、易成型加工、抗疲劳性能优良、绝缘性好等特点，但是由于高分子材料多为热的不良导体，热导率低成为限制其在导热材料领域应用的主要原因。
发明内容
针对现有技术不足，本发明提供了一种耐腐蚀性及可塑性良好的导热复合材料及其制备方法。
本发明解决上述技术问题采用的技术方案为：一种高可塑性的导热复合材料，包括以下重量份数的原料：聚对苯二甲酸丁二醇酯100份、聚乙烯醇缩丁醛10~20份、导热填充料45~75份、改性填料10~30份；
所述的导热填充料为膨胀石墨与碳纳米管，其质量份比为1~3:1；
所述的改性填料包括以下重量份数的原料：新戊二醇二缩水甘油醚1~3份、甲基羟乙基纤维素2~6份、乙烯-丙烯酸酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物1~4份、乙烯-辛烯共聚物2~7份、羟基硅油0.5~1份、偶联剂3~8份、抗氧剂0.5~1份。
进一步地，所述偶联剂为硅烷偶联剂KH560或四异丙基二（二辛基亚磷酸酰氧基）钛酸酯偶联剂。
进一步地，所述抗氧剂为β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯、2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合体、2,5-二特丁基对苯二酚中的一种或其结合。
所述的一种高可塑性的导热复合材料，其制备方法包括以下步骤：1）按所述重量份数备取原料；2）将导热填充料和偶联剂、羟基硅油、新戊二醇二缩水甘油醚置于高混机中充分混合均匀；3）将步骤2获得的混合料与剩余原料混合，置于密炼机中于90~110℃下混炼2~4min；4）将步骤3所得到的混合料经双螺杆挤出机熔融、挤出、造粒后得到本发明的导热复合材料。
与现有技术相比，本发明具备的有益效果为：
本发明提供的一种高可塑性的导热复合材料采用聚对苯二甲酸丁二醇酯和聚乙烯醇缩丁醛作为导热材料树脂基料，填充导热填充料和导热、可塑性能的改性填料后经简单工艺加工后获得具有优良导热性和可塑造性的导热复合材料；改性填料的填充使得石墨和碳纳米管在导热材料树脂基料中的分布更合理，并提高了石墨和碳纳米管与导热材料树脂基料之间的界面相容性，使石墨和碳纳米管相互接触的概率增大，彼此之间可形成导热网或导热链，石墨、碳纳米管与导热材料树脂基料之间可形成互相贯穿的网络，大幅度提高材料的热导率。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步的说明。
实施例1：一种高可塑性的导热复合材料，包括以下重量份数的原料：聚对苯二甲酸丁二醇酯100份、聚乙烯醇缩丁醛15份、导热填充料60份、改性填料20份；所述的导热填充料为膨胀石墨与碳纳米管，其质量份比为2:1；所述的改性填料包括以下重量份数的原料：新戊二醇二缩水甘油醚2份、甲基羟乙基纤维素4份、乙烯-丙烯酸酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物2份、乙烯-辛烯共聚物5份、羟基硅油1份、偶联剂5份、抗氧剂1份。
进一步地，所述偶联剂为硅烷偶联剂KH560，所述抗氧剂为β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯和2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合体的混合物。
所述的一种高可塑性的导热复合材料，其制备方法包括以下步骤：1）按所述重量份数备取原料；2）将导热填充料和偶联剂、羟基硅油、新戊二醇二缩水甘油醚置于高混机中充分混合均匀；3）将步骤2获得的混合料与剩余原料混合，置于密炼机中于100℃下混炼3min；4）将步骤3所得到的混合料经双螺杆挤出机熔融、挤出、造粒后得到本发明的导热复合材料。
实施例2：一种高可塑性的导热复合材料，包括以下重量份数的原料：聚对苯二甲酸丁二醇酯100份、聚乙烯醇缩丁醛10份、导热填充料45份、改性填料10份；所述的导热填充料为膨胀石墨与碳纳米管，其质量份比为1:1；所述的改性填料包括以下重量份数的原料：新戊二醇二缩水甘油醚1份、甲基羟乙基纤维素2份、乙烯-丙烯酸酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物1份、乙烯-辛烯共聚物2份、羟基硅油0.5份、偶联剂3份、抗氧剂0.5份。
进一步地，所述偶联剂为四异丙基二（二辛基亚磷酸酰氧基）钛酸酯偶联剂，所述抗氧剂为2,5-二特丁基对苯二酚。
所述的一种高可塑性的导热复合材料，其制备方法包括以下步骤：1）按所述重量份数备取原料；2）将导热填充料和偶联剂、羟基硅油、新戊二醇二缩水甘油醚置于高混机中充分混合均匀；3）将步骤2获得的混合料与剩余原料混合，置于密炼机中于90℃下混炼4min；4）将步骤3所得到的混合料经双螺杆挤出机熔融、挤出、造粒后得到本发明的导热复合材料。
实施例3：一种高可塑性的导热复合材料，包括以下重量份数的原料：聚对苯二甲酸丁二醇酯100份、聚乙烯醇缩丁醛20份、导热填充料75份、改性填料30份；所述的导热填充料为膨胀石墨与碳纳米管，其质量份比为3:1；所述的改性填料包括以下重量份数的原料：新戊二醇二缩水甘油醚3份、甲基羟乙基纤维素6份、乙烯-丙烯酸酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物4份、乙烯-辛烯共聚物7份、羟基硅油1份、偶联剂8份、抗氧剂1份。
进一步地，所述偶联剂为硅烷偶联剂KH560，所述抗氧剂为β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯、2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合体和2,5-二特丁基对苯二酚的混合。
所述的一种高可塑性的导热复合材料，其制备方法包括以下步骤：1）按所述重量份数备取原料；2）将导热填充料和偶联剂、羟基硅油、新戊二醇二缩水甘油醚置于高混机中充分混合均匀；3）将步骤2获得的混合料与剩余原料混合，置于密炼机中于110℃下混炼2min；4）将步骤3所得到的混合料经双螺杆挤出机熔融、挤出、造粒后得到本发明的导热复合材料。
实施例4：一种高可塑性的导热复合材料，包括以下重量份数的原料：聚对苯二甲酸丁二醇酯100份、聚乙烯醇缩丁醛20份、导热填充料45份、改性填料30份；所述的导热填充料为膨胀石墨与碳纳米管，其质量份比为3:2；所述的改性填料包括以下重量份数的原料：新戊二醇二缩水甘油醚3份、甲基羟乙基纤维素6份、乙烯-丙烯酸酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物4份、乙烯-辛烯共聚物7份、羟基硅油1份、偶联剂8份、抗氧剂1份。
进一步地，所述偶联剂为四异丙基二（二辛基亚磷酸酰氧基）钛酸酯偶联剂，所述抗氧剂为2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合体。
所述的一种高可塑性的导热复合材料，其制备方法同实施例1。
实施例5：一种高可塑性的导热复合材料，包括以下重量份数的原料：聚对苯二甲酸丁二醇酯100份、聚乙烯醇缩丁醛12份、导热填充料70份、改性填料23份；所述的导热填充料为膨胀石墨与碳纳米管，其质量份比为5:2；所述的改性填料包括以下重量份数的原料：新戊二醇二缩水甘油醚2份、甲基羟乙基纤维素5份、乙烯-丙烯酸酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物3份、乙烯-辛烯共聚物6份、羟基硅油0.5份、偶联剂6份、抗氧剂0.5份。
进一步地，所述偶联剂为硅烷偶联剂KH560，所述抗氧剂为β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯。
所述的一种高可塑性的导热复合材料，其制备方法同实施例1。
对比例1：一种高可塑性的导热复合材料，包括以下重量份数的原料：聚对苯二甲酸丁二醇酯100份、聚乙烯醇缩丁醛15份、改性填料20份；所述的改性填料包括以下重量份数的原料：新戊二醇二缩水甘油醚2份、甲基羟乙基纤维素4份、乙烯-丙烯酸酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物2份、乙烯-辛烯共聚物5份、羟基硅油1份、偶联剂5份、抗氧剂1份。
进一步地，所述偶联剂为硅烷偶联剂KH560，所述抗氧剂为β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯和2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合体的混合物。
所述的一种高可塑性的导热复合材料，其制备方法包括以下步骤：1）按所述重量份数备取原料；2）将偶联剂、羟基硅油、新戊二醇二缩水甘油醚置于高混机中充分混合均匀；3）将步骤2获得的混合料与剩余原料混合，置于密炼机中于100℃下混炼3min；4）将步骤3所得到的混合料经双螺杆挤出机熔融、挤出、造粒后得到本发明的导热复合材料。
对比例2：一种高可塑性的导热复合材料，包括以下重量份数的原料：聚对苯二甲酸丁二醇酯100份、聚乙烯醇缩丁醛15份、导热填充料60份；所述的导热填充料为膨胀石墨与碳纳米管，其质量份比为2:1。
所述的一种高可塑性的导热复合材料，其制备方法包括以下步骤：1）按所述重量份数备取原料；2）将导热填充料置于高混机中充分混合均匀；3）将步骤2获得的混合料与剩余原料混合，置于密炼机中于100℃下混炼3min；4）将步骤3所得到的混合料经双螺杆挤出机熔融、挤出、造粒后得到本发明的导热复合材料。
将实施例1-5及对比例1-2所得的导热复合材料进行性能测试，结果如下表所示：
| 拉伸强度 | 断裂伸长率 | 冲击强度(无缺口) | 导热系数 | |
| 单位 | Mpa | % | 23℃ KJ/m2 | W.M-1.K-1 |
| 标准 | ASTM D638 | ASTM D638 | ASTM D256 | ASTM E1461 |
| 实施例1 | 84.1 | 8.7 | 44.2 | 6.658 |
| 实施例2 | 86.3 | 7.5 | 45.7 | 5.863 |
| 实施例3 | 76.8 | 8.3 | 36.8 | 6.592 |
| 实施例4 | 80.5 | 7.8 | 34.6 | 5.995 |
| 实施例5 | 83.0 | 8.5 | 42.7 | 6.367 |
| 对比例1 | 51.2 | 6.7 | 42.9 | 0.518 |
| 对比例2 | 46.8 | 4.2 | 31.4 | 2.460 |
上述实施例仅为本发明的较佳实施方式，其具体描述并不能理解为对本发明专利范围的限制，但凡本领域技术人员采用等同或等效变换的形式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种高可塑性的导热复合材料，其特征在于，包括以下重量份数的原料：聚对苯二甲酸丁二醇酯100份、聚乙烯醇缩丁醛10~20份、导热填充料45~75份、改性填料10~30份；
所述的导热填充料为膨胀石墨与碳纳米管，其质量份比为1~3:1；
所述的改性填料包括以下重量份数的原料：新戊二醇二缩水甘油醚1~3份、甲基羟乙基纤维素2~6份、乙烯-丙烯酸酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物1~4份、乙烯-辛烯共聚物2~7份、羟基硅油0.5~1份、偶联剂3~8份、抗氧剂0.5~1份。
2.根据权利要求1所述的一种高可塑性的导热复合材料，其特征在于：所述偶联剂为硅烷偶联剂KH560或四异丙基二（二辛基亚磷酸酰氧基）钛酸酯偶联剂。
3.根据权利要求1所述的一种高可塑性的导热复合材料，其特征在于：所述抗氧剂为β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯、2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合体、2,5-二特丁基对苯二酚中的一种或其结合。
4.权利要求1-4任一项所述的一种高可塑性的导热复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1）按所述重量份数备取原料；2）将导热填充料和偶联剂、羟基硅油、新戊二醇二缩水甘油醚置于高混机中充分混合均匀；3）将步骤2获得的混合料与剩余原料混合，置于密炼机中于90~110℃下混炼2~4min；4）将步骤3所得到的混合料经双螺杆挤出机熔融、挤出、造粒后得到本发明的导热复合材料。
5.根据权利要求4所述的一种高可塑性的导热复合材料的制备方法，其特征在于：所述步骤1备取的原料包括：聚对苯二甲酸丁二醇酯100份、聚乙烯醇缩丁醛15份、导热填充料60份、改性填料20份；所述的导热填充料为膨胀石墨与碳纳米管，其质量份比为2:1；所述的改性填料包括以下重量份数的原料：新戊二醇二缩水甘油醚2份、甲基羟乙基纤维素4份、乙烯-丙烯酸酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物2份、乙烯-辛烯共聚物5份、羟基硅油1份、偶联剂5份、抗氧剂1份。
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