專利名稱：高導熱性高密度聚乙烯基復合材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高導熱性聚合物復合材料及其制造方法，具體而言，本發(fā)明涉及一種高密度聚乙烯和高導熱性填料為原料共混復合制造的高導熱性聚合物復合材料。
聚合物的導熱系數(shù)很低，屬于不良導熱體，為了改善聚合物材料的導熱性，使之能作為功能材料運用于實際環(huán)境中，諸如水泥大壩冷卻管材、常壓換熱設(shè)備或生活取暖裝置、自潤滑構(gòu)件等。美國Tavman，Ismail H.報導了金屬粉末對聚合物導熱系數(shù)的影響，Ef-fect of matallic fillers on thermal conductivity of polymers-Integrated Design and Nanufac-turing of composites American Society of Mechanical Engineers.Patroleum Divson(Pahlica-tion)V64 N2 1994 P165-170，該文研究了高密度聚乙烯與金屬粉末錫共混復合材料的導熱性，金屬錫粉末導熱性好，但價格昂貴，比重大，加工過程中易氧化，金屬粉末與聚合物界面互相作用小相容性差，導致力學性能低。“氯化聚氯乙烯導熱管的研制”——塑料工業(yè)，N5，1992，P46-48，該文研究了用石墨粉填充改性氯化聚氯乙烯導熱性，石墨的加入可提高氯化聚氯乙烯導熱性，但氯化聚氯乙烯耐老化，耐化學腐蝕性差，且隨含氯量增加，穩(wěn)定性變差，加工困難，成本高。
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種高導熱性高密度聚乙烯基復合材料及其制造方法，其特點是在高密度聚乙烯基體材料中引入在磨盤型力化學反應器處理過的導熱物質(zhì)，適當加入抗氧劑，通過共混復合方法制造兼具高導熱性和良好機械性能的高密度聚乙烯基復合材料，以拓寬其應用領(lǐng)域。
本發(fā)明的目的由以下技術(shù)措施實現(xiàn)的高導熱性高密度聚乙烯基復合材料的配方組分(按重量計)為高密度聚乙烯，熔體指數(shù)0.8-0.16g/10min I2.16kg 3-9.5份高導熱性填料(可用氧化鎂、石墨、硅酸鈣)，粒度為63.5-127μm 0.5-7份抗氧劑[可用硫代二丙酸二月硅酸(簡稱DLTP)，和/或ρ-(4-羥基-3.5-二叔丁基)丙酸正十八碳醇酸，(簡稱1076)] 0.0025～0.02份高導熱性高密度聚乙烯基復合材料的制造方法1.將一定量高導熱性填料在本發(fā)明者獲得專利權(quán)(ZL95242817.2)的磨盤型力化學反應器中處理活化后，于溫度80-100℃烘干，備用。
2.稱取高密度聚乙烯3～9.5份，磨盤型力化學反應器中處理的填料0.5～7份和加入抗氧劑0.0025～0.02份，在雙螺桿混煉機內(nèi)混煉，擠出，牽伸冷卻、切粒包裝?；蚋稍铩浩?、測試性能。
高導熱性高密度聚乙烯基復合材料性能測試結(jié)果導熱系數(shù) 0.45-3.5W/m·K拉伸屈服強度 21-30MPa斷裂伸長率 10-1200％沖擊強度 50-200J/m本發(fā)明具有如下優(yōu)點本發(fā)明與金屬相比具有耐腐蝕、抗結(jié)垢、重重輕等特點；與其它一些聚合物導熱材料相比具有價格低廉、成型加工方便，兼具優(yōu)良導熱性及機械性能，在一定條件下可實現(xiàn)以塑代鋼，用于水泥大壩冷卻管材，可解決鋼管鋪設(shè)接頭多，施工困難，易銹蝕，易泄漏，費用高的問題，且可解決普通HDPE管導熱系數(shù)小，管徑大，對材料力學強度要求高的問題；用于制造形狀復雜、韌性好、不結(jié)垢的常壓換熱設(shè)備或生活取暖裝置；還可用于自潤滑構(gòu)件等方面，有顯著的經(jīng)濟效益和社會效益。
實施例下面通過實施例對本發(fā)明進行具體的描述，有必要在此指出的是以下實施例只用于對本發(fā)明進行進一步的說明，不能理解為對本發(fā)明保護范圍的限制，該領(lǐng)域的技術(shù)人員可以根據(jù)上述內(nèi)容對本發(fā)明作出一些非本質(zhì)的改進和調(diào)整。
1.將磨盤型力化學反應器處理活化的石墨5公斤及高密度聚乙烯15公斤混和，加入抗氧劑(LDTP∶1076＝1∶1)200克，在雙螺桿混煉機內(nèi)混煉、擠出，牽伸、冷卻、切粒。干燥、壓片、測試性能結(jié)果導熱系數(shù)為1.5W/m·K，拉伸屈服強度為24MPa，斷裂伸長率為440％，沖擊強度為120J/m。
2.將磨盤型力化學反應器處理活化氧化鎂4公斤及高密度聚乙烯6公斤混和，加入抗氧劑(LDTP∶1076＝1∶1)100克，在雙螺桿混煉機內(nèi)混煉，擠出牽伸、冷卻、切粒。干燥、壓片，測試性能結(jié)果導熱系數(shù)為2.1W/m·K，拉伸屈服強度22MPa，斷裂伸長率為50％，沖擊強度為100J/m。
3.將磨盤型力化學反應器處理活化石墨5公斤及高密度聚乙烯5公斤，加入抗氧劑(LDTP∶1076＝1∶1)100克，在雙螺桿混煉機內(nèi)混煉，擠出，牽伸、冷卻、切粒、干燥、壓片，測試性能結(jié)果導熱系數(shù)為3W/m·K，拉伸屈服強度為28MPa，斷裂伸長率為25％，沖擊強度為90J/m。
權(quán)利要求
1.高導熱性高密度聚乙烯基復合材料，其特征在于該高密度聚乙烯基復合材料的配方組分(按重量計)為高密度聚乙烯，熔體指數(shù)0.08～0.16g/10min I2.16kg 3～9.5份高導熱性填料，粒度63.5-127μm 0.5～7份抗氧劑 0.0025～0.02份
2.按照權(quán)利要求1所述高導熱性高密度聚乙烯基復合材料，其特征在于高導性填料為石墨、氧化鎂、硅酸鈣。
3.按照權(quán)利要求1或2所述高導熱性高密度聚乙烯基復合材料，其特征在于抗氧劑為硫代二丙酸二月桂酯和/或ρ-(4-羥基-3，5-二叔丁基)丙酸正十八碳醇酯。
4.按照權(quán)利要求1所述高導熱性高密度聚乙烯基復合材料的制備方法，其特征在于(1)將一定量高導熱性填料在磨盤型力化學反應器中處理活化后，于溫度80-100℃烘干、備用，(2)稱取高密度聚乙烯3～9.5份，經(jīng)磨盤型力化學反應器處理活化的導熱填料0.5～7份，加入抗氧劑0.0025～0.02份，在雙螺桿混煉機內(nèi)混煉、擠出，經(jīng)牽伸冷卻、切粒、包裝。
全文摘要
一種高導熱性高密度聚乙烯基復合材料及其制造方法,其特點是在高密度聚乙烯基體材料中加入經(jīng)磨盤型力化學反應器處理活化的導熱物質(zhì),并添加適量抗氧劑,通過共混方法制造高導熱性高密度聚乙烯基復合材料。在一定條件下可實現(xiàn)以塑代鋼,用于水泥大壩冷卻管材;常壓換熱設(shè)備或生活取暖裝置;還可用于自潤滑構(gòu)件等方面,有顯著的經(jīng)濟效益和社會效益。
文檔編號C08K13/02GK1246495SQ9811222
公開日2000年3月8日 申請日期1998年9月1日 優(yōu)先權(quán)日1998年9月1日
發(fā)明者王琪, 高峻, 華正坤 申請人:四川聯(lián)合大學