一種多元復(fù)合導(dǎo)熱功能母粒及制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種多元復(fù)合導(dǎo)熱功能母粒，其由如下重量份數(shù)的組分制成：石墨烯：5～85份；常規(guī)超細(xì)導(dǎo)熱填料：0～80份；抗氧劑：0.5-1份；分散劑：0.8-1.6份；潤滑劑：0.4-0.8份；載體：5～40份；該母粒用于塑料改性，能提高復(fù)合材料力學(xué)性能、導(dǎo)熱性能以及熱穩(wěn)定性能；本發(fā)明還公開了上述多元復(fù)合導(dǎo)熱功能母粒的制備方法，其包括稱取原料、原料干燥、高速混合、擠出機(jī)中熔融復(fù)合、造粒等步驟，步驟較少、工藝合理、操作方便、控制精確。本發(fā)明解決了由于石墨烯堆積密度小造成的喂料難、分散不均勻以及降低成本等問題，還可以減少粉塵飛揚(yáng)，實(shí)現(xiàn)了堆積密度小、粒徑小于5μm的功能母粒的產(chǎn)業(yè)化制備，是功能母粒制備技術(shù)的一個(gè)重大突破。
【專利說明】一種多元復(fù)合導(dǎo)熱功能母粒及制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及塑料母粒制備【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及多元復(fù)合導(dǎo)熱功能母粒及制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002]塑料母粒是指由超出常規(guī)添加量(多為50wt%以上)的塑料助劑加入載體樹脂中而制得的一種新型塑料成型加工助劑。在成型塑料制品時(shí)，可直接加入母粒，使制品達(dá)到預(yù)定的性能。使用塑料母粒可以簡化生產(chǎn)工藝，減少粉塵飛揚(yáng)，減小設(shè)備的磨損，節(jié)省原料，使原料混合方便、混煉質(zhì)量均勻，從而提高生產(chǎn)效率及制品的性能指標(biāo)。因此，塑料母粒對(duì)推動(dòng)塑料工業(yè)的迅猛發(fā)展起了很大作用。
[0003]石墨烯目前是世上最薄卻也是最堅(jiān)硬的納米材料，它幾乎是完全透明的，只吸收2.3%的光；導(dǎo)熱系數(shù)高達(dá)5300W/m.K，高于碳納米管和金剛石，常溫下其電子遷移率超過15000cm2/V.s，又比納米碳管或硅晶體高，而電阻率只約10_6 Ω.cm,比銅或銀更低，為世上電阻率最小的材料。
[0004]綜合多方面信息，石墨烯高導(dǎo)熱塑料市場開始大規(guī)模爆發(fā)。首先在LED燈散熱材料行業(yè)開始，深圳市多家企業(yè)已經(jīng)研發(fā)成功，產(chǎn)品開始大規(guī)模投放市場走在了前面。石墨烯高導(dǎo)熱塑料主要優(yōu)勢性能在于六大方面，即高導(dǎo)熱系數(shù)、高絕緣、高阻燃、高機(jī)械強(qiáng)度、低密度、低成本、易加工，這些性能都具有革命性。
[0005]目前石墨烯高導(dǎo)熱塑料性能如下:導(dǎo)熱系數(shù):11.5w/m.k ;絕緣:耐4000V高壓；阻燃:UL94-V0 ;機(jī)械強(qiáng)度:成品可過各種跌落測試；低密度:1.2g/cm3-l.6g/cm3 ;低成本:極具性價(jià)比的價(jià)格；易加工:對(duì)注塑設(shè)備和注塑工藝沒有特殊要求。導(dǎo)熱塑料在LED照明產(chǎn)品上面大規(guī)模使用，帶來的是新技術(shù)革命性的創(chuàng)新，同時(shí)帶來LED照明產(chǎn)品價(jià)格的大幅下降。
[0006]然而，隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，對(duì)改性塑料提出了越來越高的要求，從而高性能的功能母粒，得到廣泛的需求，在國內(nèi)外市場上供不應(yīng)求。
[0007]所以，研發(fā)一種含有石墨稀的聞細(xì)度、聞品質(zhì)的功能母粒及其廣業(yè)化制備的關(guān)鍵技術(shù)，已經(jīng)迫在眉睫。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種含有石墨烯、堆積密度小、粒徑小于5μπι(大于5000目)的多元復(fù)合導(dǎo)熱功能母粒，解決因石墨烯堆積密度小而造成的制備過程中喂料難、分散不均勻的問題，同時(shí)提高了母粒和應(yīng)用樹脂基體間的相容性。
[0009]本發(fā)明的目的還在于提出了該多元復(fù)合導(dǎo)熱功能母粒的產(chǎn)業(yè)化制備方法。
[0010]本發(fā)明的上述目的是通過如下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的:
[0011] 一種多元復(fù)合導(dǎo)熱功能母粒，其由如下重量份數(shù)的原料制成:
[0012]

【權(quán)利要求】
1.一種多元復(fù)合導(dǎo)熱功能母粒，特征在于，其由如下重量份數(shù)的原料制成:
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多元復(fù)合導(dǎo)熱功能母粒，特征在于，所述的常規(guī)超細(xì)導(dǎo)熱填料為氧化鋁、碳化硅、氮化鋁以及氮化硼中的一種或幾種，其粉體的粒徑為1nm~5 μ m。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多元復(fù)合導(dǎo)熱功能母粒，特征在于，所述的抗氧劑為抗氧劑1010、抗氧劑168中的一種或兩種；所述的分散劑為聚乙烯蠟；所述的潤滑劑為液體石蠟。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多元復(fù)合導(dǎo)熱功能母粒，特征在于，所述的載體為聚碳酸酯、聚烯烴或者聚酰胺中的一種或幾種。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的多元復(fù)合導(dǎo)熱功能母粒，特征在于，所述的聚烯烴為高密度聚乙烯、聚丙烯中的一種或兩種。
6.一種制備權(quán)利要求1-5之一所述的多兀復(fù)合導(dǎo)熱功能母粒的方法,其特征在于,包括如下步驟: (1)按照如下設(shè)定比例準(zhǔn)確稱量原料:
(2)將石墨烯、常規(guī)超細(xì)導(dǎo)熱填料于100°C下干燥2h，將干燥好的石墨烯和常規(guī)超細(xì)導(dǎo)熱填料，與載體、抗氧劑、潤滑劑、分散劑一起加入高速混合機(jī)中，高速攪拌混合10-30min,預(yù)混得到原料混合物； (3)將步驟(2)得到的混合物加入擠出機(jī)中，加熱熔融混合，造粒，得到多元復(fù)合導(dǎo)熱功能母粒。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的多元復(fù)合導(dǎo)熱功能母粒的制備方法，其特征在于，所述的步驟(3)中擠出機(jī)為雙螺桿擠出機(jī)、往復(fù)式單螺桿擠出機(jī)或密煉機(jī)-單螺桿擠出機(jī)中的一種。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的多元復(fù)合導(dǎo)熱功能母粒的制備方法，其特征在于，所述的步驟⑶中擠出機(jī)的加工溫度為210-265°C。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的多元復(fù)合導(dǎo)熱功能母粒的制備方法，其特征在于，所述的常規(guī)超細(xì)導(dǎo)熱填料為氧化鋁、碳化硅、氮化鋁以及氮化硼中的一種或幾種；其粉體的粒徑為1nm ~5 μ m0
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的多元復(fù)合導(dǎo)熱功能母粒的制備方法，其特征在于，所述的抗氧劑為抗氧劑1010、抗氧劑16 8中的一種或兩種；所述的分散劑為聚乙烯蠟；所述的潤滑劑為液體石蠟；所述的載體為聚碳酸酯、聚烯烴或者聚酰胺中的一種或幾種；所述的聚烯烴為高密度聚乙烯、聚丙烯中的一種或兩種。
【文檔編號(hào)】C08L69/00GK104072966SQ201410255527
【公開日】2014年10月1日 申請(qǐng)日期:2014年6月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月10日
【發(fā)明者】丁鵬, 唐圣福, 施利毅, 張錦, 湯安杰, 宋娜 申請(qǐng)人:東莞上海大學(xué)納米技術(shù)研究院, 上海大學(xué)