導(dǎo)熱聚乙烯復(fù)合材料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種導(dǎo)熱聚乙烯復(fù)合材料及其制備方法。該導(dǎo)熱聚乙烯復(fù)合材料按重量份計(jì)包括15～50份的聚乙烯、4～35份的導(dǎo)熱纖維以及23～80份的導(dǎo)熱顆粒。該導(dǎo)熱聚乙烯復(fù)合材料中，通過(guò)將導(dǎo)熱纖維作為導(dǎo)熱填料加入至聚乙烯基體中，形成了導(dǎo)熱聚乙烯復(fù)合材料。相比于顆粒狀的導(dǎo)熱填料而言，呈纖維狀的導(dǎo)熱纖維在進(jìn)入聚乙烯基體后，相互之間更容易形成搭接狀態(tài)，所形成的搭接網(wǎng)絡(luò)也更容易貫穿整個(gè)聚乙烯基體。在這樣的搭接網(wǎng)絡(luò)的熱傳導(dǎo)作用下，基體中的熱量快速擴(kuò)散，從而有利于提高復(fù)合材料的傳熱效率。同時(shí)加入導(dǎo)熱顆粒后，這些導(dǎo)熱顆粒能夠“包裹”不同導(dǎo)熱纖維之間的接頭，使導(dǎo)熱纖維之間形成更強(qiáng)的導(dǎo)熱通路。
【專利說(shuō)明】導(dǎo)熱聚乙烯復(fù)合材料及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及聚合物材料加工領(lǐng)域，具體而言，涉及一種導(dǎo)熱聚乙烯復(fù)合材料及其 制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，電子領(lǐng)域以及LED領(lǐng)域?qū)ζ骷墓β屎图啥鹊囊笕找?提高，相應(yīng)地，高功率和高集成度使得器件在正常工作狀態(tài)下的生熱量越來(lái)越高。這就要求 器件具有較高的傳熱性能，以達(dá)到及時(shí)的散熱效果。作為這些器件的重要制備材料，聚合物 材料的導(dǎo)熱性能也受到了越來(lái)越多的挑戰(zhàn)。目前大多數(shù)的導(dǎo)熱聚合物復(fù)合材料采用的聚合 物基體是聚苯硫醚和聚酰胺。然而，這些材料或加工性能較差，或價(jià)格較高，不宜進(jìn)行大規(guī) 模的生產(chǎn)制備。
[0003] 聚乙烯為典型的熱塑性塑料，其本體無(wú)臭、無(wú)味、無(wú)毒、材質(zhì)柔而韌、密度比水低， 且具有優(yōu)異的介電性能。同時(shí)，聚乙烯的化學(xué)穩(wěn)定性較好，可以耐大多數(shù)的酸堿鹽類，常溫 下不溶于任何有機(jī)溶劑。另外，聚乙烯的耐低溫性能優(yōu)良，在_60°C下仍能夠保持良好的力 學(xué)性能。作為一種工程塑料，聚乙烯的高溫流動(dòng)性好，加工性能優(yōu)異，且具有明顯的成本優(yōu) 勢(shì)。綜合上述原因，以聚乙烯為聚合物基體的導(dǎo)熱聚合物復(fù)合材料成為了新的研究熱點(diǎn)。
[0004] 專利CN102311568B公開(kāi)了一種導(dǎo)熱高密度聚乙烯材料的制備方法，主要原理是 采用碳化硅、氮化鋁等顆粒狀的導(dǎo)熱填料填充高密度聚乙烯，以制備導(dǎo)熱高密度聚乙烯材 料。上述材料的熱導(dǎo)率較低，其最高熱導(dǎo)率只有0. 69w/(mk)。
[0005] 專利CN102311567B公開(kāi)了一種納米氧化鋁填充的聚乙烯導(dǎo)熱材料，但其導(dǎo)熱率 也較低。當(dāng)納米氧化鋁填充量達(dá)到59%時(shí)，材料的熱導(dǎo)率只有0. 616w/(mk)。
[0006] 綜上所述，如何提聞聚乙稀復(fù)合材料的導(dǎo)熱率成為了研究者的新的關(guān)注熱點(diǎn)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明旨在提供一種導(dǎo)熱聚乙烯復(fù)合材料及其制備方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中聚乙 烯復(fù)合材料的導(dǎo)熱性能較低的問(wèn)題。
[0008] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種導(dǎo)熱聚乙烯復(fù)合材料，其 按重量份計(jì)包括15?50份的聚乙烯、4?35份的導(dǎo)熱纖維以及23?80份的導(dǎo)熱顆粒。
[0009] 進(jìn)一步地，按重量份計(jì)，導(dǎo)熱纖維包括2?20份的長(zhǎng)纖維和2?15份的短纖維； 長(zhǎng)纖維的長(zhǎng)度為0. 7?9mm，短纖維的長(zhǎng)度為0. 15?0. 4mm。
[0010] 進(jìn)一步地，上述導(dǎo)熱纖維的熱導(dǎo)率>80w/(mk)，導(dǎo)熱纖維的拉伸強(qiáng)度>700Mpa。
[0011] 進(jìn)一步地，按重量份計(jì)，導(dǎo)熱顆粒包括20?50份的膨脹石墨和3?30份的鱗片 石墨。
[0012] 進(jìn)一步地，膨脹石墨的起始膨脹溫度為250?280°C;膨脹石墨的粒徑為100?300 目，鱗片石墨的粒徑為1200?5000目。
[0013] 進(jìn)一步地，導(dǎo)熱纖維為碳纖維或金屬纖維，優(yōu)選為碳纖維。
[0014] 進(jìn)一步地，按重量份計(jì)，還包括1?15份的增強(qiáng)纖維，優(yōu)選增強(qiáng)纖維為玻璃纖維。
[0015] 進(jìn)一步地，按重量份計(jì)，導(dǎo)熱聚乙烯復(fù)合材料還包括：1?20份的阻燃劑和0. 5? 6份的阻燃協(xié)效劑、可選的3?15份的增韌劑以及可選的0. 5?3份的偶聯(lián)劑，優(yōu)選阻燃 劑為十溴二苯醚、十溴二苯乙烷或四溴雙酚A中的一種或多種；優(yōu)選阻燃協(xié)效劑為三氧化 二銻、銻酸鈉或硼酸鋅中的一種或多種；優(yōu)選增韌劑為乙烯-醋酸乙烯共聚物、三元乙丙橡 膠、乙烯-辛烯共聚物、苯乙烯-丁二烯共聚物中的一種或多種；優(yōu)選偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑。
[0016] 根據(jù)本發(fā)明的另一方面，還提供了一種導(dǎo)熱聚乙烯復(fù)合材料的制備方法，其包括 以下步驟：S1、按重量份計(jì)，將15?50份的聚乙烯、4?35份的導(dǎo)熱纖維，以及23?80份 的導(dǎo)熱顆粒在混合機(jī)中進(jìn)行混合，得到混合物；S2、將混合物進(jìn)行擠出、牽引和造粒，得到導(dǎo) 熱聚乙烯復(fù)合材料。
[0017] 進(jìn)一步地，步驟S1中，還包括將按重量份計(jì)的1?15份的增強(qiáng)纖維加入混合機(jī) 中，與聚乙烯、導(dǎo)熱纖維和導(dǎo)熱顆粒共同進(jìn)行混合的步驟。
[0018] 進(jìn)一步地，步驟S1中，還包括將按重量份計(jì)1?20份的阻燃劑和0. 5?6份的阻 燃協(xié)效劑加入混合機(jī)中，與聚乙烯、導(dǎo)熱纖維、導(dǎo)熱顆粒和可選的增強(qiáng)纖維共同進(jìn)行混合的 步驟。
[0019] 進(jìn)一步地，步驟S1中，在將聚乙烯加入混合機(jī)中之前，將聚乙烯和3?15份的增 韌劑混合，并將混合物在-60?-20°C溫度下磨粉至粒徑在150 μ m以下。
[0020] 進(jìn)一步地，步驟S1中，導(dǎo)熱顆粒包括20?50份的膨脹石墨和3?30份的鱗片 石墨；在將鱗片石墨加入混合機(jī)中之前，還包括對(duì)鱗片石墨進(jìn)行預(yù)處理的步驟；對(duì)鱗片石 墨進(jìn)行預(yù)處理的步驟包括：按重量份計(jì)，將0. 3?2份的偶聯(lián)劑溶于乙醇中，配制成濃度為 1?3% wt的第一混合溶液，將第一混合溶液噴灑至鱗片石墨中，并在混合機(jī)中混合，取出 干燥后形成預(yù)處理的鱗片石墨。
[0021] 進(jìn)一步地，步驟S1中，在將增強(qiáng)纖維加入混合機(jī)中之前，還包括對(duì)增強(qiáng)纖維進(jìn)行 預(yù)處理的步驟；對(duì)增強(qiáng)纖維進(jìn)行預(yù)處理的步驟包括：按重量份計(jì)，將0. 2?1份的偶聯(lián)劑溶 于乙醇中，配制成濃度為1?3% wt的第二混合溶液，將第二混合溶液噴灑至增強(qiáng)纖維中， 經(jīng)干燥后，形成預(yù)處理的增強(qiáng)纖維。
[0022] 進(jìn)一步地，步驟S2中，將混合物進(jìn)行擠出時(shí)，擠出溫度為200?270°C。
[0023] 應(yīng)用本發(fā)明的導(dǎo)熱聚乙烯復(fù)合材料及其制備方法，通過(guò)將導(dǎo)熱纖維作為導(dǎo)熱填料 加入至聚乙烯基體中，形成了導(dǎo)熱聚乙烯復(fù)合材料。相比于顆粒狀的導(dǎo)熱填料而言，呈纖維 狀的導(dǎo)熱填料在進(jìn)入聚乙烯基體后，相互之間更容易形成搭接狀態(tài)，所形成的搭接網(wǎng)絡(luò)也 更容易貫穿整個(gè)聚乙烯基體。在這樣的搭接網(wǎng)絡(luò)的熱傳導(dǎo)作用下，能夠促使基體中的熱量 快速擴(kuò)散，從而有利于提高復(fù)合材料的傳熱效率，進(jìn)而提高復(fù)合材料的散熱效果。另外，在 復(fù)合材料受到外力沖擊時(shí)，纖維狀的導(dǎo)熱填料所形成的搭接網(wǎng)絡(luò)還能夠利用自身的形變吸 收一定的能量，從而改善復(fù)合材料的抗沖擊性能，使復(fù)合材料具有更高的力學(xué)性能。同時(shí)加 入導(dǎo)熱顆粒后，這些導(dǎo)熱顆粒能夠"包裹"不同導(dǎo)熱纖維之間的接頭，使導(dǎo)熱纖維之間形成 更強(qiáng)的導(dǎo)熱通路。再例如，導(dǎo)熱顆粒還能夠"鉆入"導(dǎo)熱纖維之間的位置，促使原本相互遠(yuǎn) 離的導(dǎo)熱纖維通過(guò)這些導(dǎo)熱顆粒形成導(dǎo)熱通路。在各方面的作用下，有利于使兩種導(dǎo)熱填 料相互協(xié)調(diào)，在聚乙烯基體中形成更完善的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。從而進(jìn)一步改善復(fù)合材料的導(dǎo) 熱性能，并提高復(fù)合材料的抗沖擊性能。

【具體實(shí)施方式】
[0024] 需要說(shuō)明的是，在不沖突的情況下，本申請(qǐng)中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相 互組合。下面將結(jié)合實(shí)施例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。
[0025] 正如【背景技術(shù)】部分所介紹的，現(xiàn)有的聚乙烯復(fù)合材料具有導(dǎo)熱性較差的問(wèn)題。 為了解決這一問(wèn)題，本發(fā)明發(fā)明人提供了一種導(dǎo)熱聚乙烯復(fù)合材料，按重量份計(jì)，其包括 15?50份的聚乙烯和4?35份的導(dǎo)熱纖維以及23?80份的導(dǎo)熱顆粒。
[0026] 本發(fā)明的上述復(fù)合材料，是將導(dǎo)熱纖維和導(dǎo)熱顆粒同時(shí)作為導(dǎo)熱填料加入至聚乙 烯基體中。相比于顆粒狀的導(dǎo)熱填料而言，呈纖維狀的導(dǎo)熱填料在進(jìn)入聚乙烯基體后，相互 之間更容易形成搭接狀態(tài)，所形成的搭接網(wǎng)絡(luò)也更容易貫穿整個(gè)聚乙烯基體。在這樣的搭 接網(wǎng)絡(luò)的熱傳導(dǎo)作用下，能夠促使基體中的熱量快速擴(kuò)散，從而有利于提高復(fù)合材料的傳 熱效率，進(jìn)而提高復(fù)合材料的散熱效果。另外，在復(fù)合材料受到外力沖擊時(shí)，纖維狀的導(dǎo)熱 填料所形成的搭接網(wǎng)絡(luò)還能夠利用自身的形變吸收一定的能量，從而改善復(fù)合材料的抗沖 擊性能，使復(fù)合材料具有更高的力學(xué)性能。同時(shí)加入導(dǎo)熱顆粒后，這些導(dǎo)熱顆粒能夠"包裹" 不同導(dǎo)熱纖維之間的接頭，使導(dǎo)熱纖維之間形成更強(qiáng)的導(dǎo)熱通路。再例如，導(dǎo)熱顆粒還能夠 "鉆入"導(dǎo)熱纖維之間的位置，促使原本相互遠(yuǎn)離的導(dǎo)熱纖維通過(guò)這些導(dǎo)熱顆粒形成導(dǎo)熱通 路。在各方面的作用下，有利于使兩種導(dǎo)熱填料相互協(xié)調(diào)，在聚乙烯基體中形成更完善的三 維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。從而進(jìn)一步改善復(fù)合材料的導(dǎo)熱性能，并提高復(fù)合材料的抗沖擊性能。
[0027] 本發(fā)明的上述復(fù)合材料中，只要采用導(dǎo)熱纖維作為導(dǎo)熱填料，就能夠在聚乙烯基 體中性能一定的導(dǎo)熱網(wǎng)絡(luò)。在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，上述導(dǎo)熱纖維包括2?20份的長(zhǎng)纖 維和2?15份的短纖維；長(zhǎng)纖維的長(zhǎng)度為0. 7?9mm，短纖維的長(zhǎng)度為0. 15?0. 4_。在 固定導(dǎo)熱填料份數(shù)的情況下，將長(zhǎng)短不同的導(dǎo)熱纖維搭配使用，利用長(zhǎng)纖維形成二維方向 上的填料網(wǎng)絡(luò)，利用短纖維搭接不同的二維填料網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)而能夠形成三維填料網(wǎng)絡(luò)。這就有 利于進(jìn)一步改善復(fù)合材料的導(dǎo)熱性能和抗沖擊性能。
[0028] 本發(fā)明的上述復(fù)合材料中，所采用的導(dǎo)熱纖維自身的熱導(dǎo)率越高，應(yīng)用其所制備 的聚乙烯復(fù)合材料的導(dǎo)熱性能更好。綜合考慮復(fù)合材料的導(dǎo)熱性能和使用性能，優(yōu)選地，導(dǎo) 熱纖維的熱導(dǎo)率>80w/ (mk)，導(dǎo)熱纖維的拉伸強(qiáng)度>700Mpa。
[0029] 本發(fā)明的上述復(fù)合材料中，采用的導(dǎo)熱顆?？梢允潜绢I(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的任意 導(dǎo)熱顆粒，例如【背景技術(shù)】部分所提到的碳化硅和氮化鋁。在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，按重量 份計(jì)，上述導(dǎo)熱顆粒包括20?50份的膨脹石墨和3?30份的鱗片石墨。膨脹石墨和鱗片 石墨均具有較高的導(dǎo)熱性，而且二者的密度較輕，能夠使復(fù)合材料兼具較高的傳熱性能和 較輕的重量。更優(yōu)選地，上述膨脹石墨的起始膨脹溫度為250?280°C ;膨脹石墨的粒徑為 100?300目，鱗片石墨的粒徑為1200?5000目。起始膨脹溫度是影響膨脹石墨層間距的 重要因素。在上述起始膨脹溫度下形成的膨脹石墨，層間距較為適宜，能夠使部分上述粒徑 下的鱗片石墨進(jìn)入層間。從而能夠進(jìn)一步改善膨脹石墨的導(dǎo)熱性能，以進(jìn)一步改善復(fù)合材 料的導(dǎo)熱性能。
[0030] 本發(fā)明的上述復(fù)合材料中，任意具有導(dǎo)熱性能的纖維均能夠充當(dāng)上述導(dǎo)熱纖維。 在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，上述導(dǎo)熱纖維為碳纖維或金屬纖維，金屬纖維可以是銅纖維、鋁 纖維等。更優(yōu)選地，上述導(dǎo)熱纖維為碳纖維。碳纖維具有較高的熱導(dǎo)率，且具有高強(qiáng)度、質(zhì) 輕的優(yōu)勢(shì)。用以作為導(dǎo)熱纖維有利于使復(fù)合材料兼具高導(dǎo)熱、高抗沖擊性能和高強(qiáng)度的優(yōu) 異性能。除此之外，出于進(jìn)一步提高復(fù)合材料力學(xué)強(qiáng)度的考慮，上述復(fù)合材料按重量份計(jì)， 還包括1?15份的增強(qiáng)纖維，該增強(qiáng)纖維可以是玻璃纖維。
[0031] 按照本發(fā)明上述的教導(dǎo)，本領(lǐng)域技術(shù)人員出于改善復(fù)合材料綜合性能的目的，有 能力選擇其他助劑，將其加入上述復(fù)合材料中。一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，按重量份計(jì)，上述 復(fù)合材料還包括1?20份的阻燃劑和0. 5?6份的阻燃協(xié)效劑。將阻燃劑和阻燃協(xié)效劑加 入復(fù)合材料中，能夠改善復(fù)合材料的阻燃性能，以使該復(fù)合材料更適用于高集成度的電子 器件的制備材料。具體的阻燃劑包括但不限于十溴二苯醚、十溴二苯乙烷或四溴雙酚A中 的一種或多種，阻燃協(xié)效劑包括但不限于三氧化二銻、銻酸鈉或硼酸鋅中的一種或多種；
[0032] 更優(yōu)選地，按重量份計(jì)，上述述導(dǎo)熱聚乙烯復(fù)合材料還包括3?15%的增韌劑；增 韌劑包括但不限于乙烯-醋酸乙烯共聚物、三元乙丙橡膠、乙烯-辛烯共聚物、苯乙烯-丁 二烯共聚物中的一種或多種；
[0033] 進(jìn)一步優(yōu)選地，按重量份計(jì)，上述導(dǎo)熱聚乙烯復(fù)合材料還包括0. 5?3份的偶聯(lián) 劑；偶聯(lián)劑包括但不限于硅烷偶聯(lián)劑。利用偶聯(lián)劑，有利于改善填料或助劑與聚乙烯基體之 間的相容性，從而進(jìn)一步提高復(fù)合材料的綜合性能。
[0034] 本發(fā)明的上述復(fù)合材料中，采用的聚乙烯基體的分子量沒(méi)有特殊要求，只要其具 有較好的加工性能即可。如，聚乙烯的重均分子量可以4X 105?8X 105。
[0035] 另外，本發(fā)明還提供了一種導(dǎo)熱聚乙烯復(fù)合材料的制備方法，其包括以下步驟： S1、按重量份計(jì)，將15?50份的聚乙烯、4?35份的導(dǎo)熱纖維和23?80份的導(dǎo)熱顆粒在 混合機(jī)中進(jìn)行混合，得到混合物；S2、將所述混合物進(jìn)行擠出、牽引和造粒，得到所述導(dǎo)熱聚 乙烯復(fù)合材料。應(yīng)用纖維狀的導(dǎo)熱填料，能夠使不同的導(dǎo)熱纖維之間形成搭接網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)而形 成導(dǎo)熱網(wǎng)絡(luò)。這就能夠?qū)⒒w中的熱量通過(guò)該導(dǎo)熱網(wǎng)絡(luò)即使地輸送出去，從而有利于提高 聚乙烯復(fù)合材料的導(dǎo)熱性能。同時(shí)，在復(fù)合材料受到外力時(shí)，這樣的搭接網(wǎng)絡(luò)能夠利用自身 的形變吸收部分能量，從而有利于改善復(fù)合材料的抗沖擊性能。此外，同時(shí)加入纖維狀和顆 粒狀的導(dǎo)熱填料，有利于在聚乙烯基體中形成更完善的三維導(dǎo)熱填料網(wǎng)絡(luò)，從而進(jìn)一步提 高復(fù)合材料的導(dǎo)熱性能。
[0036] 更優(yōu)選地，上述步驟S1中，還包括將按重量份計(jì)的1?15份的增強(qiáng)纖維加入混合 機(jī)中，與聚乙烯、導(dǎo)熱纖維和導(dǎo)熱顆粒共同進(jìn)行混合的步驟。通過(guò)加入增強(qiáng)纖維，能夠進(jìn)一 步提高復(fù)合材料的力學(xué)性能。進(jìn)一步優(yōu)選地，上述步驟S1中，還包括將按重量份計(jì)1?20 份的阻燃劑和0. 5?6份的阻燃協(xié)效劑加入混合機(jī)中，與聚乙烯、導(dǎo)熱纖維、導(dǎo)熱顆粒和可 選的增強(qiáng)纖維共同進(jìn)行混合的步驟。通過(guò)加入阻燃劑和阻燃協(xié)效劑，能夠改善復(fù)合材料的 阻燃性能。
[0037] 本發(fā)明的上述制備方法中，只要將各原料在混合機(jī)中混合，然后將混合物進(jìn)行擠 出，便能夠得到導(dǎo)熱性能較高的復(fù)合材料。一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，上述步驟S1中，在將 聚乙烯加入混合機(jī)中之前，將聚乙烯和按重量份計(jì)3?15份的增韌劑混合，并將混合物 在-60?_20°C溫度下磨粉至粒徑在150 μ m以下。將聚乙烯在低溫下在磨粉機(jī)中研磨，能 夠使其具有較小的粒徑，從而有利于后期的混合和擠出加工。同時(shí)，進(jìn)一步加入增韌劑，有 利于進(jìn)一步提高復(fù)合材料的抗沖擊性能。
[0038] 上述導(dǎo)熱顆粒可以是膨脹石墨和鱗片石墨，優(yōu)選地，上述步驟S1中，導(dǎo)熱顆粒包 括20?50份的膨脹石墨和3?30份的鱗片石墨；在將鱗片石墨加入混合機(jī)中之前，還包括 對(duì)鱗片石墨進(jìn)行預(yù)處理的步驟；對(duì)鱗片石墨進(jìn)行預(yù)處理的步驟包括：按重量份計(jì)，將0. 3? 2份的偶聯(lián)劑溶于乙醇中，配制成濃度為1?3% wt的第一混合溶液，將第一混合溶液噴灑 至鱗片石墨中，并在混合機(jī)中混合，取出經(jīng)干燥后形成預(yù)處理的鱗片石墨。利用偶聯(lián)劑對(duì)鱗 片石墨進(jìn)行預(yù)處理，能夠改善鱗片石墨的表面活性，使其與聚乙烯基體具有更好的相容性， 進(jìn)而提高復(fù)合材料的綜合性能。同理，上述步驟S1中，在將增強(qiáng)纖維加入混合機(jī)中之前，還 包括對(duì)增強(qiáng)纖維進(jìn)行預(yù)處理的步驟；對(duì)增強(qiáng)纖維進(jìn)行預(yù)處理的步驟包括：按重量份計(jì)，將 0. 2?1份的偶聯(lián)劑溶于乙醇中，配制成濃度為1?3% wt的第二混合溶液，將第二混合溶 液噴灑至所述增強(qiáng)纖維中，經(jīng)干燥后，形成預(yù)處理的所述增強(qiáng)纖維。
[0039] 本發(fā)明的上述制備方法中，對(duì)聚乙烯、填料混合物進(jìn)行擠出時(shí)，擠出工藝按照常規(guī) 的聚乙烯擠出工藝即可。在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，上述步驟S2中，將混合物進(jìn)行擠出時(shí)， 擠出溫度為200?270°C。在該溫度下形成的聚乙烯復(fù)合材料，導(dǎo)熱纖維、導(dǎo)熱顆粒、增強(qiáng)纖 維及其他助劑的分散性更好，復(fù)合材料的綜合性能相對(duì)較高。
[0040] 以下結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述，這些實(shí)施例不能理解為限制本 發(fā)明所要求保護(hù)的范圍。
[0041] 實(shí)施例1
[0042] 本實(shí)施例制備了一種導(dǎo)熱聚乙烯復(fù)合材料。
[0043] 制備原料：
[0044]

【權(quán)利要求】
1. 一種導(dǎo)熱聚乙烯復(fù)合材料，其特征在于，按重量份計(jì)，包括15?50份的聚乙烯、4? 35份的導(dǎo)熱纖維以及23?80份的導(dǎo)熱顆粒。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合材料，其特征在于，按重量份計(jì)，所述導(dǎo)熱纖維包括2? 20份的長(zhǎng)纖維和2?15份的短纖維；所述長(zhǎng)纖維的長(zhǎng)度為0. 7?9mm，所述短纖維的長(zhǎng)度 為 0. 15 ?0. 4mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的復(fù)合材料，其特征在于，所述導(dǎo)熱纖維的熱導(dǎo)率>80w/(mk)， 所述導(dǎo)熱纖維的拉伸強(qiáng)度>700Mpa。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合材料，其特征在于，按重量份計(jì)，所述導(dǎo)熱顆粒包括20? 50份的膨脹石墨和3?30份的鱗片石墨。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的復(fù)合材料，其特征在于，所述膨脹石墨的起始膨脹溫度為 250?280°C ;所述膨脹石墨的粒徑為100?300目，所述鱗片石墨的粒徑為1200?5000 目。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的復(fù)合材料，其特征在于，所述導(dǎo)熱纖維為碳纖維 或金屬纖維，優(yōu)選為碳纖維。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的復(fù)合材料，其特征在于，按重量份計(jì)，還包括1?15份的增強(qiáng) 纖維，優(yōu)選所述增強(qiáng)纖維為玻璃纖維。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的復(fù)合材料，其特征在于，按重量份計(jì)，所述導(dǎo)熱聚乙烯復(fù)合材 料還包括：1?20份的阻燃劑、0. 5?6份的阻燃協(xié)效劑、可選的3?15份的增韌劑以及可 選的0.5?3份的偶聯(lián)劑， 優(yōu)選所述阻燃劑為十溴二苯醚、十溴二苯乙烷或四溴雙酚A中的一種或多種； 優(yōu)選所述阻燃協(xié)效劑為三氧化二銻、銻酸鈉或硼酸鋅中的一種或多種； 優(yōu)選所述增韌劑為乙烯-醋酸乙烯共聚物、三元乙丙橡膠、乙烯-辛烯共聚物、苯乙 烯-丁 二烯共聚物中的一種或多種； 優(yōu)選所述偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑。
9. 一種導(dǎo)熱聚乙烯復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟： 51、按重量份計(jì)，將15?50份的聚乙烯、4?35份的導(dǎo)熱纖維，以及23?80份的導(dǎo)熱 顆粒在混合機(jī)中進(jìn)行混合，得到混合物； 52、將所述混合物進(jìn)行擠出、牽引和造粒，得到所述導(dǎo)熱聚乙烯復(fù)合材料。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的制備方法，其特征在于，所述步驟S1中，還包括將按重量份 計(jì)的1?15份的增強(qiáng)纖維加入所述混合機(jī)中，與所述聚乙烯、所述導(dǎo)熱纖維和所述導(dǎo)熱顆 粒共同進(jìn)行混合的步驟。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的制備方法，其特征在于，所述步驟S1中，還包括將按重 量份計(jì)1?20份的阻燃劑和0. 5?6份的阻燃協(xié)效劑加入所述混合機(jī)中，與所述聚乙烯、 所述導(dǎo)熱纖維、所述導(dǎo)熱顆粒以及可選的所述增強(qiáng)纖維共同進(jìn)行混合的步驟。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的制備方法，其特征在于，所述步驟S1中，在將所述聚乙烯加 入所述混合機(jī)中之前，將所述聚乙烯和3?15份的增韌劑混合，并將混合物在-60?-20°C 溫度下磨粉至粒徑在150 μ m以下。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的制備方法，其特征在于，所述步驟S1中，所述導(dǎo)熱顆粒包 括20?50份的膨脹石墨和3?30份的鱗片石墨；在將所述鱗片石墨加入所述混合機(jī)中之 前，還包括對(duì)所述鱗片石墨進(jìn)行預(yù)處理的步驟；對(duì)所述鱗片石墨進(jìn)行預(yù)處理的步驟包括： 按重量份計(jì)，將0. 3?2份的偶聯(lián)劑溶于乙醇中，配制成濃度為1?3% wt的第一混合 溶液，將所述第一混合溶液噴灑至所述鱗片石墨中，并在混合機(jī)中混合，取出干燥后形成預(yù) 處理的所述鱗片石墨。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的制備方法，其特征在于，所述步驟S1中，在將所述增強(qiáng)纖維 加入所述混合機(jī)中之前，還包括對(duì)所述增強(qiáng)纖維進(jìn)行預(yù)處理的步驟；對(duì)所述增強(qiáng)纖維進(jìn)行 預(yù)處理的步驟包括： 按重量份計(jì)，將0. 2?1份的偶聯(lián)劑溶于乙醇中，配制成濃度為1?3% wt的第二混 合溶液，將所述第二混合溶液噴灑至所述增強(qiáng)纖維中，經(jīng)干燥后，形成預(yù)處理的所述增強(qiáng)纖 維。
15.根據(jù)權(quán)利要求9所述的制備方法，其特征在于，所述步驟S2中，將所述混合物進(jìn)行 擠出時(shí)，擠出溫度為200?270°C。
【文檔編號(hào)】C08L23/06GK104045896SQ201410253603
【公開(kāi)日】2014年9月17日 申請(qǐng)日期:2014年6月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月9日
【發(fā)明者】冷鴻飛, 劉昕, 李學(xué)燦, 陳亮亮, 孫文倩 申請(qǐng)人:北京華創(chuàng)瑞風(fēng)空調(diào)科技有限公司