CN103183964B - 一种导热复合材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种导热复合材料，其特征在于，按重量百分比计，该导热复合材料包括：具有共轭双键碳链结构的PVA原位碳化物：10％～90％；熔点为200℃～260℃的聚合物基料：10％～90％，所述PVA原位碳化物均匀分散在聚合物基料中。将聚合物基料与PVA通过双螺杆挤出机共混分散，在加热共混分散过程中，PVA原位碳化形成具有共轭双键碳链结构的碳化物，由于共轭双键碳链具有良好的导热作用，所以形成的复合材料具有良好的导热性能。
Description
【技术领域】
本发明属于高分子材料技术领域，涉及一种导热复合材料及其制备方法。
【背景技术】
塑料、橡胶或者树脂等聚合物材料大多是热的不良导体，如果需要增加塑料、橡胶或者树脂等不良导体的导热性，目前较常用的方法是将导热填料，如氧化铝、氮化铝等填充到聚合物材料中，来提高材料的导热性能。制备方法大多是将导热填料添加到基料中混合然后熔融注塑成型。填充型聚合物复合材料的导热性能主要依赖于填充物的导热系数，填充物在基体中的分布以及与基体的相互作用，填充物在复合材料中的质量占比越多，越能提高复合材料的导热性能，但是无机填充物的质量占比越大，越容易影响复合材料的力学性能，相同的重量百分比的情况下，采用纳米级的填充物能够显著的复合材料的导热性能，但是纳米级的填充物的成本较高，综合成本以及材料性能来考虑，目前填充无极导热填料的导热复合材料的导热率普遍较低。
【发明内容】
本发明的目的就是为了解决现有技术存在的问题，提出了一种新型的导热复合材料及其制备方法。本发明所提出的导热复合材料不含无极填料，避免了无机填料在聚合物中的分散困难问题，同时成本也相对较低廉。
本发明的具体技术方案如下：
本发明提供一种导热复合材料，其特征在于，按重量百分比计，该导热复合材料包括：
具有共轭双键碳链结构的PVA原位碳化物：10％～90％；
熔点为200℃～260℃的聚合物基料：10％～90％，所述PVA原位碳化物均匀分散在聚合物基料中。
所述聚合物基料包括：塑料、橡胶和树脂一种或多种。
所述具有共轭双键碳链结构的PVA原位碳化物的分子式为：
本发明还提供一种如上所述的导热复合材料的制备方法，其特征在于，该方法包括：
按重量份计，将12～109份PVA与10～90份聚合物基料在高速搅拌机中混合均匀，然后在双螺杆挤出机中共混挤出造粒，在共混挤出的过程中，PVA原位碳化为具有共轭双键的碳化物，原位分散制备得到导热复合材料。挤出机温度控制在聚合物基料挤出温度。
该方进一步包括：在双螺杆挤出机挤出的过程中增加抽真空装置。
该方法进一步包括：在挤出机的进料口充入保护性惰性气体。
本发明有益的技术效果在于：
本发明将聚合物基料与PVA共混分散，在共混分散过程中，PVA原位碳化形成具有共轭双键碳链结构的碳化物，由于共轭双键碳链具有良好的导热作用，所以形成的复合材料具有良好的导热性能，由于具有共轭双键碳链结构的碳化物为有机物，能够与聚合物基料很好的结合并能够形成分子间的作用力，使得形成的复合导热材料的力学性能不会改变，反而能够增强复合导热材料的韧性和强度。而且由于PVA成本相比纳米级的无极导热填料成本低，所以本发明的复合导热材料成本低廉，制备方法简单。
【具体实施方式】
为了使发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用来限定本发明。
实施例1
本实施例提供一种导热复合材料，该导热复合材料采用如下方法制备而成：
按重量份计，称取12份PVA粉末以及90份PC塑料粒子，将PVA粉末和PC塑料粒子一起加入到双螺杆挤出机的进料筒内，然后将进料筒的筒盖盖上，往料通内充入氮气，双螺杆挤出机的挤出温度设定为210℃～250℃，挤出机中间段和末段抽真空排气，控制适当挤出速度，挤出造粒。
按照重量百分比计，制备出的导热复合材料中，具有共轭双键碳链结构的PVA原位碳化物的含量为10％，PC塑料基料的含量为90％。
实施例2
本实施例提供一种导热复合材料，该导热复合材料采用如下方法制备而成：
按重量份计，称取109份PVA粉末以及10份树脂，将PVA粉末和树脂一起加入到螺杆挤出机的进料筒内，然后将进料筒的筒盖盖上，使进料筒内的物料与外界空气相隔绝，同时从进料筒的进气孔向进料筒内通入惰性气体，控制双螺杆挤出机的挤出温度为240℃～260℃，挤出机中间段和末段抽真空排气，控制适当挤出速度，挤出造粒。
按照重量百分比计，制备出的导热复合材料中，具有共轭双键碳链结构的PVA原位碳化物的含量为90％，树脂基料的含量为10％。
应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (5)
1.一种导热复合材料，其特征在于，按重量百分比计，该导热复合材料包括：
具有共轭双键碳链结构的PVA原位碳化物：90％；
熔点为200℃～260℃的聚合物基料：10％，所述PVA原位碳化物均匀分散在聚合物基料中；所述具有共轭双键碳链结构的PVA原位碳化物的制备方法为，按重量份计，将聚合物基料在高速搅拌机中混合均匀，然后在双螺杆挤出机中共混挤出造粒，所述双螺杆挤出机的挤出温度为210℃～260℃；
所述具有共轭双键碳链结构的PVA原位碳化物的分子式为：
2.根据权利要求1所述的导热复合材料，其特征在于，所述聚合物基料包括：塑料和橡胶中的至少一种。
3.一种如权利要求1或2所述的导热复合材料的制备方法，其特征在于，该方法包括：
按重量份计，将109份PVA与10份聚合物基料在高速搅拌机中混合均匀，然后在双螺杆挤出机中共混挤出造粒，在共混挤出的过程中，PVA原位碳化为具有共轭双键的碳化物，原位分散制备得到导热复合材料，挤出机温度控制在210℃～260℃。。
4.根据权利要求3所述的导热复合材料的制备方法，其特征在于，该方法进一步包括：在双螺杆挤出机挤出的过程中增加抽真空装置。
5.根据权利要求4所述的导热复合材料的制备方法，其特征在于，该方法进一步包括：在挤出机的进料口充入保护性惰性气体。
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