CN104761822A - 掺杂碳酸钙聚烯烃导热复合材料及其制备方法 - Google Patents

掺杂碳酸钙聚烯烃导热复合材料及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN104761822A
CN104761822A CN201510069496.2A CN201510069496A CN104761822A CN 104761822 A CN104761822 A CN 104761822A CN 201510069496 A CN201510069496 A CN 201510069496A CN 104761822 A CN104761822 A CN 104761822A
Authority
CN
China
Prior art keywords
heat
calcium carbonate
composite material
parts
conductive composite
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201510069496.2A
Other languages
English (en)
Inventor
温变英
郭赫楠
邹文奇
张扬
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing Technology and Business University
Original Assignee
Beijing Technology and Business University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beijing Technology and Business University filed Critical Beijing Technology and Business University
Priority to CN201510069496.2A priority Critical patent/CN104761822A/zh
Publication of CN104761822A publication Critical patent/CN104761822A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K9/00—Use of pretreated ingredients
    • C08K9/04—Ingredients treated with organic substances
    • C08K9/06—Ingredients treated with organic substances with silicon-containing compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/02—Elements
    • C08K3/04—Carbon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
    • C08K3/20—Oxides; Hydroxides
    • C08K3/22—Oxides; Hydroxides of metals
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
    • C08K3/24—Acids; Salts thereof
    • C08K3/26—Carbonates; Bicarbonates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/34—Silicon-containing compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L23/00—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L23/02—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
    • C08L23/04—Homopolymers or copolymers of ethene
    • C08L23/06—Polyethene
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L23/00—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L23/02—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
    • C08L23/10—Homopolymers or copolymers of propene
    • C08L23/14—Copolymers of propene
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
    • C08K3/20—Oxides; Hydroxides
    • C08K3/22—Oxides; Hydroxides of metals
    • C08K2003/2227—Oxides; Hydroxides of metals of aluminium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
    • C08K3/24—Acids; Salts thereof
    • C08K3/26—Carbonates; Bicarbonates
    • C08K2003/265—Calcium, strontium or barium carbonate
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2203/00—Applications
    • C08L2203/18—Applications used for pipes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2205/00—Polymer mixtures characterised by other features
    • C08L2205/02—Polymer mixtures characterised by other features containing two or more polymers of the same C08L -group
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2205/00—Polymer mixtures characterised by other features
    • C08L2205/02—Polymer mixtures characterised by other features containing two or more polymers of the same C08L -group
    • C08L2205/025—Polymer mixtures characterised by other features containing two or more polymers of the same C08L -group containing two or more polymers of the same hierarchy C08L, and differing only in parameters such as density, comonomer content, molecular weight, structure
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2205/00—Polymer mixtures characterised by other features
    • C08L2205/03—Polymer mixtures characterised by other features containing three or more polymers in a blend

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

本发明公开了一种掺杂碳酸钙聚烯烃导热复合材料及其制备方法，该配方包括如下质量份数的组分：聚烯烃树脂：20～70份；碳酸钙：20～60份；其它导热填料：0～40份；增容剂：0～10份；偶联剂：0.5～5份；润滑剂：0～2份。本发明所公开的掺杂碳酸钙聚烯烃导热复合材料以常规的聚合物熔融共混法制备。本发明将碳酸钙与其它导热填料复配使用，开发了碳酸钙作为辅助导热填料的新用途，不仅可以降低成本，而且可以在满足一定热导率要求的基础上保持材料的力学性能，在热水管或换热器领域具有较高的经济使用价值。

Description

掺杂碳酸钙聚烯烃导热复合材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及高分子功能复合材料技术领域，特别是指一种掺杂碳酸钙的聚烯烃导热复合材料及其制备方法。
背景技术
相对于钢制、铁制等金属管材而言，塑料管材具有耐腐蚀性强、质轻、卫生安全、水流阻力小、对水质PH值无要求等优点，在上下水管道、燃气管道、地板采暖管道等产业中广泛应用。在众多聚烯烃塑料管材中，无规共聚聚丙烯(PPR)和耐热聚乙烯(PERT)树脂的性能较优，应用也较广泛。PPR在上水管、淡水输送管、加热系统管、化学物质输送管、农林灌溉管等管材的发展中占有举足轻重的地位。PPR管可以应用在工作温度为60-70℃的冷热水供应，工作温度为30-70℃的地板采暖和融雪系统等领域，是适用于现代民用建筑管道和工业用管道系统的绿色环保产品。PERT管材具有较强的耐热性能、持久的耐静压强度、优良的抗冲击强度、稳定的加工性能、可回收利用、可熔接等特点，是较理想的地板辐射采暖管材。但是，用于制造塑料管材的聚合物热导率低，通过降低管道壁厚或增大管道长度和表面积的方法来提高导热效率，会导致管道强度降低且增加成本。因此，有必要在此聚合物的基础上对聚合物材料进行导热填充改性，以提高其热导率。有研究表明：若塑料管的热导率≥1W/(m·K)时，在地源热泵系统中，导热管比普通管单位管长的换热能力在冬夏季制冷制热工作下提高幅度均在15％以上。
用于改进聚合物导热性能的填料一般有氮化物，例如氮化硼(BN)、氮化硅(Si3N4)、氮化铝(ALN)或碳化物，例如碳化硅(SiC)、石墨等，这些填料虽然具有较高的热导率(一般在25-400W/(m·K))，但同时也价格昂贵，导致以此制备导热塑料的成本大幅上升。碳酸钙是一种来源丰富、加工性能好且价格低廉的工业矿物原料，被广泛用于聚合物的填充改性，起到增量、填充、补强和提高树脂耐热性能的作用，但人们一般很少关注到碳酸钙的导热性能。CN101666397A和CN102650355A提供了一种导热管材料的配方，但其中没有用到碳酸钙；CN103497397A中用到了碳酸钙改性HDPE波纹管的力学性能，但没有涉及其导热性能。
碳酸钙的热导率约为2.5-3W/(m·K)，是普通聚合物的十几倍。如果能用碳酸钙部分替代价格昂贵的通用导热填料，将其与其它导热填料复配填充到聚烯烃树脂中，既能赋予树脂一定的导热性能，又能节约成本，无疑在热水管或换热器领域具有较高的经济使用价值。
到目前为止，对于聚烯烃导热复合材料研究存在的不足是：大多数研究都是将热导率高且价格昂贵的填料填充到聚合物中，高填充下使聚合物的力学性能劣化。碳酸钙是对聚烯烃具有良好改性效果的优 质填料，在界面处理好的情况下，对聚合物有一定的补强作用。本发明将碳酸钙与其它导热填料复配使用，开发了碳酸钙作为辅助导热填料的新用途，不仅可以降低成本，而且可以在满足一定热导率要求的基础上保持材料的力学性能，无疑具有很强的市场竞争力。
发明内容
本发明提供了一种掺杂碳酸钙的聚烯烃导热复合材料，同时还提供了一种操作简单、成本低廉、可实现工业化的用于导热管材或换热器部件的掺杂碳酸钙聚烯烃导热复合材料的制备方法，成功地解决了现有技术中存在的不足。
本发明的目的是提供一种掺杂碳酸钙的聚烯烃导热复合材料。
本发明的另一个目的是提供上述掺杂碳酸钙的聚烯烃导热复合材料的制备方法。
具体地说，本发明提供了一种掺杂碳酸钙的聚烯烃导热复合材料，主要是由聚合物基体、碳酸钙和其他导热填料、增容剂、润滑剂等组成，其中，所述碳酸钙和其它导热填料复配使用。
本发明的技术方案是这样实现的：一种掺杂碳酸钙的聚烯烃导热复合材料及其制备方法，所述掺杂碳酸钙的聚烯烃复合材料的原料包括如下质量份数的组分：
在本发明所提供的掺杂碳酸钙的聚烯烃导热复合材料中，所述聚烯烃树脂为无规共聚聚丙烯(PPR)或耐热聚乙烯(PERT)树脂。
在本发明所提供的掺杂碳酸钙的聚烯烃导热复合材料中，所述碳酸钙是重质碳酸钙(包括粒径较小的超微细碳酸钙)、轻质碳酸钙、碳酸钙晶须中的一种；
在本发明所提供的掺杂碳酸钙的聚烯烃导热复合材料中，其它导热填料为氧化铝、氮化硼、氮化铝、碳化硅、石墨、氧化锌晶须中的一种或几种。
在本发明所提供的掺杂碳酸钙的聚烯烃导热复合材料中，所述增容剂为乙烯-辛烯无规共聚物接枝马来酸酐(POE-g-MAH)、乙烯-辛烯无规共聚物接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯(POE-g-GMA)、乙烯-醋酸乙烯共聚物接枝马来酸酐(EVA-g-MAH)、乙烯-辛烯嵌段共聚物接枝马来酸酐(OBC-g-MAH)、乙烯-辛烯嵌段共聚物接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯(OBC-g-GMA)、无规共聚聚丙烯接枝马来酸酐(PPR-g-MAH)、 无规共聚聚丙烯接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯(PPR-g-GMA)、耐热聚乙烯接枝马来酸酐(PERT-g-MAH)、耐热聚乙烯接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯(PERT-g-GMA)的一种。
在本发明所提供的掺杂碳酸钙的聚烯烃导热复合材料中，为进一步改善材料性能，包括如下助剂，如偶联剂和/或润滑剂；所述的偶联剂选自乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷或γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷的一种；所述润滑剂选自硬脂酸，液体石蜡或聚乙烯蜡。
较优的，所述掺杂碳酸钙的聚烯烃导热复合材料的原料包括如下质量份数的组分：
另一方面，本发明提供了上述掺杂碳酸钙聚烯烃导热复合材料的制备方法，主要包括如下步骤：
(1)将碳酸钙和其它导热填料分别用硅烷偶联剂进行表面改性，然后与聚烯烃树脂，增容剂、润滑剂充分混合；
(2)将步骤(1)混合好的物料在开炼机或密炼机或双螺杆挤出机中熔融共混，温度为170-210℃，并造粒；
(3)将步骤(2)所得粒料进行压片、注射成型或直接挤出管材得掺杂碳酸钙聚烯烃导热复合材料或制品。
本发明所提供的掺杂碳酸钙的聚烯烃导热复合材料主要应用于导热管材或换热器部件领域。
相对于现有技术，本发明的效果：
本发明提供了一种以PPR或PERT为基体，掺杂具有一定导热性能且价格十分低廉、来源广泛且对聚烯烃有良好改性效果的碳酸钙的聚烯烃导热复合材料及其制备方法。本发明改造后的创新配方，采用热导率高于聚合物数倍而又价格低廉的碳酸钙，复配使用其它通用的高热导率填料，提高了复合材料的导热性能，开发了碳酸钙作为辅助导热填料的新用途，并降低了生产成本。通过优化导热填料的种类、形状、粒径，优化PPR或PERT树脂和导热填料的比例，提高PPR、PERT复合材料的热导率，通过调整增容剂的品种和含量保持了材料整体的力学性能，可制备性能和功能兼备的导热复合材料及制品。本发明掺杂碳酸钙的聚烯烃导热复合材料主要应用到导热管材及换热器部件领域。
附图说明
图1是掺杂碳酸钙的聚烯烃导热粒料图。
图2是掺杂碳酸钙的PERT导热管材图。
图3是掺杂碳酸钙的PPR导热板材图。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在以下实施例中，重质碳酸钙用H-CaCO3表示；粒径较小的超微细碳酸钙用S-CaCO3表示；轻质碳酸钙用L-CaCO3表示；碳酸钙晶须用W-CaCO3表示。以下实施例中所使用的导热填料均经过硅烷偶联剂进行表面处理，处理方法如下：将占导热填料0.5-5wt％的硅烷偶联剂加入适量的丙酮中先行溶解，然后再加入导热填料并充分搅拌4h，最后抽滤、烘干，得到表面改性的导热填料。上述处理方法在以下实施例中不再分别具体说明。本发明实施例和对比例性能如表1所示。
实施例1：将60份经3wt％乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷偶联剂表面处理后的H-CaCO3和40份耐热聚乙烯树脂(PERT)混合均匀，加入到双辊开炼机中，温度185℃，混炼10min。将混炼所得改性料干燥后装入模具中，在压片机上压片，模压温度190℃，压力为50MPa，制备出耐热聚乙烯导热复合材料。
实施例2：将40份经3wt％乙烯基三乙氧基硅烷偶联剂表面处理后的氧化铝(Al2O3)和60份耐热聚乙烯树脂(PERT)混合均匀，加入到密炼机中，温度180℃，转速60r/min，平衡时间8min。将混炼所得改性料干燥后装入模具中，在压片机上压片，模压温度190℃，压力为50MPa，制备出耐热聚乙烯导热复合材料。
实施例3：将20份经1wt％乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷偶联剂表面处理后的H-CaCO3和20份经1wt％乙烯基三乙氧基硅烷偶联剂表面处理后的Al2O3与60份耐热聚乙烯树脂(PERT)混合均匀，加入到密炼机中，温度185℃，转速60r/min，平衡时间8min。将混炼所得改性料干燥后装入模具中，在压片机上压片，模压温度190℃，压力为50MPa，制备出耐热聚乙烯导热复合材料。
实施例4：将30份经2wt％γ-氨丙基三乙氧基硅烷偶联剂表面处理后的碳化硅(SiC)和70份耐热聚乙烯树脂(PERT)混合均匀，加入到密炼机中，温度180℃，转速60r/min，平衡时间8min。将混炼所得改性料干燥后装入模具中，在压片机上压片，模压温度190℃，压力为50MPa，制备出耐热聚乙烯导热复合材料。
实施例5：将20份经1wt％乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷偶联剂表面处理后的W-CaCO3和30份经2wt％γ-氨丙基三乙氧基硅烷表面处理后的SiC与40份耐热聚乙烯树脂(PERT)和10份增容剂乙烯-辛烯嵌段共聚物接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯(OBC-g-GMA)混合均匀，加入到密炼机中，温度185℃，转速60r/min，平衡时间8min。将混炼所得改性料干燥后装入模具中，在压片机上压片，模压温度190℃， 压力为50MPa，制备出耐热聚乙烯导热复合材料。
实施例6：将40份经5wt％乙烯基三甲氧基硅烷偶联剂表面处理后的石墨和60份耐热聚乙烯树脂(PERT)混合均匀，加入到密炼机中，温度185℃，转速60r/min，平衡时间8min。将混炼所得改性料干燥后装入模具中，在压片机上压片，模压温度190℃，压力为50MPa，制备出耐热聚乙烯导热复合材料。
实施例7：将30份经5wt％乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷偶联剂表面处理后的S-CaCO3和30份经5wt％乙烯基三甲氧基硅烷偶联剂表面处理后的石墨与35份耐热聚乙烯树脂(PERT)和5份增容剂乙烯-辛烯无规共聚物接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯(POE-g-GMA)混合均匀，加入到密炼机中，温度185℃，转速60r/min，平衡时间8min。将混炼所得改性料干燥后装入模具中，在压片机上压片，模压温度190℃，压力为50MPa，制备出耐热聚乙烯导热复合材料。
实施例8：将30份经5wt％乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷偶联剂表面处理后的S-CaCO3和20份经4wt％γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷偶联剂表面处理后的氮化硼(BN)与45份耐热聚乙烯树脂(PERT)、5份增容剂乙烯-辛烯无规共聚物接枝马来酸酐(POE-g-MAH)和1.5份润滑剂聚乙烯蜡混合均匀，加入到双螺杆挤出机中，螺杆温度170℃-195℃，螺杆转速100-120r/min。将混炼所得改性料干燥后在注射机上注射成型，制备出耐热聚乙烯导热复合材料。
实施例9：将40份经5wt％乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷偶联剂表面处理后的S-CaCO3和30份经2wt％乙烯基三乙氧基硅烷偶联剂表面处理后的氮化铝(AIN)与20份耐热聚乙烯树脂(PERT)、10份增容剂耐热聚乙烯接枝马来酸酐(PERT-g-MAH)和2份润滑剂液体石蜡混合均匀，加入到双螺杆挤出机中熔融共混挤出造粒，螺杆温度175℃-205℃，螺杆转速100-120r/min，制得PERT导热塑料管原料。将PERT导热塑料管原料在挤管机组上挤出成型得掺杂碳酸钙的PERT导热管材。
实施例10：将30份经2wt％乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷偶联剂表面处理后的L-CaCO3和30份经2wt％乙烯基三乙氧基硅烷偶联剂表面处理后的Al2O3与30份耐热聚乙烯树脂(PERT)、10份增容剂耐热聚乙烯接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯(PERT-g-GMA)和1.5份润滑剂硬脂酸混合均匀，加入到双螺杆挤出机中熔融共混挤出造粒，螺杆温度175℃-205℃，螺杆转速100-120r/min，制得PERT导热塑料管原料。将PERT导热塑料管原料在挤管机组上挤出成型得掺杂碳酸钙的PERT导热管材。
实施例11：将50份经4wt％乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷偶联剂处理后的H-CaCO3和10份经1.5wt％γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷偶联剂处理后的BN与30份耐热聚乙烯树脂(PERT)、10份增容剂乙烯-辛烯嵌段共聚物接枝马来酸酐(OBC-g-MAH)和1.5份润滑剂聚乙烯混合均匀，加入到双螺杆挤出机中，螺杆温度170℃-205℃，螺杆转速100-120r/min。将混炼所得改性料干燥后在注射机上注射成型，制备出耐热聚乙烯导热复合材料。
实施例12：将20份经4wt％乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷偶联剂处理后的S-CaCO3、20份经 4wt％乙烯基三甲氧基硅烷处理后的石墨和20份经1.5wt％乙烯基三乙氧基硅烷偶联剂处理后的Al2O3与35份耐热聚乙烯树脂(PERT)、5份增容剂乙烯-醋酸乙烯共聚物接枝马来酸酐(EVA-g-MAH)和1.5份润滑剂液体石蜡混合均匀，加入到双螺杆挤出机中，螺杆温度170℃-210℃，螺杆转速100-120r/min。将混炼所得改性料干燥后在注射机上注射成型，制备出耐热聚乙烯导热复合材料。
实施例13：将60份经5wt％乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷偶联剂处理后的S-CaCO3和35份无规共聚聚丙烯树脂(PPR)、5份增容剂乙烯-辛烯嵌段共聚物接枝马来酸酐(OBC-g-MAH)混合均匀，加入到双辊开炼机中，温度190℃，混炼10min。将混炼所得改性料干燥后装入模具中，在压片机上压片，模压温度200℃，压力为50MPa，制备出无规共聚聚丙烯导热复合材料。
实施例14：将30份经3wt％乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷偶联剂处理后的S-CaCO3和30份经2wt％γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷偶联剂处理后的BN与35份无规共聚聚丙烯树脂(PPR)、5份增容剂乙烯-辛烯嵌段共聚物接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯(OBC-g-GMA)混合均匀，加入到双辊开炼机中，温度190℃，混炼10min。将混炼所得改性料干燥后装入模具中，在压片机上压片，模压温度200℃，压力为50MPa，制备出无规共聚聚丙烯导热复合材料。
实施例15：将40份经2wt％γ-氨丙基三乙氧基硅烷偶联剂处理后的SiC和60份无规共聚聚丙烯树脂(PPR)加入到密炼机中，温度185℃，转速60r/min，平衡时间8min。将混炼所得改性料干燥后装入模具中，在压片机上压片，模压温度195℃，压力为50MPa，制备出无规共聚聚丙烯导热复合材料。
实施例16：将20份经3wt％乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷偶联剂处理后的S-CaCO3和40份经3wt％γ-氨丙基三乙氧基硅烷偶联剂处理后的SiC与40份无规共聚聚丙烯树脂(PPR)加入到密炼机中，温度185℃，转速60r/min，平衡时间8min。将混炼所得改性料干燥后装入模具中，在压片机上压片，模压温度195℃，压力为50MPa，制备出无规共聚聚丙烯导热复合材料。
实施例17：将40份经4wt％乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷偶联剂处理后的H-CaCO3、20份经1.5wt％γ-氨丙基三乙氧基硅烷偶联剂处理后的T-ZnO和10份经0.5wt％乙烯基三乙氧基硅烷偶联剂处理后的Al2O3与20份无规共聚聚丙烯(PPR)、10份增容剂乙烯-醋酸乙烯共聚物接枝马来酸酐(EVA-g-MAH)和2份润滑剂聚乙烯蜡混合均匀，加入到双螺杆挤出机中，螺杆温度180℃-210℃，螺杆转速100-120r/min。将混炼所得改性料干燥后在注射机上注射成型，制备出无规共聚聚丙烯导热复合材料。
实施例18：将30份经4wt％乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷偶联剂处理后的S-CaCO3和30份经2wt％乙烯基三乙氧基硅烷偶联剂处理后的Al2O3与35份无规共聚聚丙烯树脂(PPR)、5份增容剂乙烯-辛烯嵌段共聚物接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯(OBC-g-GMA)和1.5份润滑剂硬脂酸混合均匀，加入到双螺杆挤出机中熔融共混挤出造粒，螺杆温度180℃-205℃，螺杆转速100-120r/min，制得PPR导热塑料管原料。将PPR导热塑料管原料在挤管机组上挤出成型得掺杂碳酸钙的PPR导热管材。
实施例19：将30份经4wt％乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷偶联剂处理后的S-CaCO3、20份经1.5wt％γ-氨丙基三乙氧基硅烷偶联剂处理后的SiC和10份经1.5wt％乙烯基三乙氧基硅烷偶联剂处理后的AIN与35份无规共聚聚丙烯(PPR)、5份增容剂乙烯-辛烯无规共聚物接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯(POE-g-GMA)和1.5份润滑剂液体石蜡混合均匀，加入到双螺杆挤出机中，螺杆温度180-205℃，螺杆转速100-120r/min。将混炼所得改性料干燥后在注射机上注射成型，制备出无规共聚聚丙烯导热复合材料。
实施例20：将20份经2wt％乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷偶联剂处理后的L-CaCO3和40份经5wt％乙烯基三甲氧基硅烷偶联剂处理后的石墨与30份无规共聚聚丙烯(PPR)、10份增容剂无规共聚聚丙烯接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯(PPR-g-GMA)和1.5份润滑剂硬脂酸混合均匀，加入到双螺杆挤出机中，螺杆温度180℃-210℃，螺杆转速100-120r/min。将混炼所得改性料干燥后在注射机上注射成型，制备出无规共聚聚丙烯导热复合材料。
实施例21：将20份经1.5wt％乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷偶联剂处理后的W-CaCO3和30份经2wt％乙烯基三乙氧基硅烷偶联剂处理后的AIN与40份无规共聚聚丙烯树脂(PPR)、10份增容剂无规共聚聚丙烯接枝马来酸酐(PPR-g-MAH)和1.5份润滑剂液体石蜡混合均匀，加入到双螺杆挤出机中熔融共混挤出造粒，螺杆温度180℃-210℃，螺杆转速100-120r/min，制得PPR导热塑料管原料。将PPR导热塑料管原料在挤管机组上挤出成型得掺杂碳酸钙的PPR导热管材。
对比例1：将耐热聚乙烯树脂(PERT)直接装入模具中，在压片机上压片，模压温度180℃，压力为50MPa，制备出耐热聚乙烯板材。
对比例2：将无规共聚聚丙烯树脂(PPR)直接装入模具中，在压片机上压片，模压温度190℃，压力为50MPa，制备出无规共聚聚丙烯板材。
表1 本发明实施例和对比例性能表
虽然本发明通过前面的说明、附图和实施例描述了相当多的细节，但是这些细节仅用于说明的目的。本领域技术人员可以获得任何变形和改进而并不背离根据所附权利要求描述的本发明的精神和范围。

Claims (8)

1.一种掺杂碳酸钙的聚烯烃导热复合材料，其原料包括如下质量份数的组分：
。
2.根据权利要求1所述的掺杂碳酸钙聚烯烃导热复合材料，其特征在于，所述聚烯烃树脂为无规共聚聚丙烯(PPR)或耐热聚乙烯(PERT)。
3.根据权利要求1所述的掺杂碳酸钙聚烯烃导热复合材料，其特征在于，所述碳酸钙为重质碳酸钙(包括粒径较小的超微细碳酸钙)、轻质碳酸钙、碳酸钙晶须中的一种，优选重质碳酸钙。
4.根据权利要求1所述的掺杂碳酸钙聚烯烃导热复合材料，其特征在于，所述其它导热填料为氧化铝、氮化硼、氮化铝、碳化硅、氧化锌晶须、石墨中的一种或几种组合。
5.根据权利要求1所述的掺杂碳酸钙聚烯烃导热复合材料，其特征在于，所述增容剂为乙烯-辛烯无规共聚物接枝马来酸酐(POE-g-MAH)、乙烯-辛烯无规共聚物接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯(POE-g-GMA)、乙烯-醋酸乙烯共聚物接枝马来酸酐(EVA-g-MAH)、乙烯-辛烯嵌段共聚物接枝马来酸酐(OBC-g-MAH)、乙烯-辛烯嵌段共聚物接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯(OBC-g-GMA)、无规共聚聚丙烯接枝马来酸酐(PPR-g-MAH)、无规共聚聚丙烯接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯(PPR-g-GMA)、耐热聚乙烯接枝马来酸酐(PERT-g-MAH)、耐热聚乙烯接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯(PERT-g-GMA)的一种。
6.根据权利要求1所述的掺杂碳酸钙聚烯烃导热复合材料，其特征在于，为进一步改善材料性能，包括如下助剂，如偶联剂和/或润滑剂；所述的偶联剂选自乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷或γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷的一种；所述润滑剂选自硬脂酸，液体石蜡或聚乙烯蜡。
7.根据权利要求1至6任意一项所述的掺杂碳酸钙聚烯烃导热复合材料，其制备方法主要包括以下步骤：
(1)将碳酸钙和其它导热填料分别用硅烷偶联剂进行表面改性，然后与聚烯烃树脂、增容剂、润滑剂充分混合；
(2)将步骤(1)混合好的物料在开炼机或密炼机或双螺杆挤出机中熔融共混，温度为170-210℃，并造粒；
(3)将步骤(2)所得粒料进行压片、注射成型或直接挤出管材得掺杂碳酸钙聚烯烃导热复合材料或制品。
8.根据权利要求1至7任意一项所述的聚烯烃导热复合材料的应用，其特征在于，该材料主要应用于导热管材或换热器部件领域。
CN201510069496.2A 2015-02-11 2015-02-11 掺杂碳酸钙聚烯烃导热复合材料及其制备方法 Pending CN104761822A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510069496.2A CN104761822A (zh) 2015-02-11 2015-02-11 掺杂碳酸钙聚烯烃导热复合材料及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510069496.2A CN104761822A (zh) 2015-02-11 2015-02-11 掺杂碳酸钙聚烯烃导热复合材料及其制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN104761822A true CN104761822A (zh) 2015-07-08

Family

ID=53643934

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510069496.2A Pending CN104761822A (zh) 2015-02-11 2015-02-11 掺杂碳酸钙聚烯烃导热复合材料及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104761822A (zh)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106854341A (zh) * 2016-11-29 2017-06-16 太湖县金辉煌电子科技有限公司 一种轻质环氧导热材料及其制备方法
CN107022136A (zh) * 2017-05-24 2017-08-08 深圳市予富源包装彩印有限公司 一种耐热薄膜
CN107663320A (zh) * 2017-11-12 2018-02-06 无锡中科苏惠自动化技术有限公司 一种用于自动化设备的导热性复合材料及其制备方法
CN108849698A (zh) * 2018-08-09 2018-11-23 同济大学 一种使用热泵的恒温水产养殖池
CN109206704A (zh) * 2017-07-04 2019-01-15 敬祐科技股份有限公司 环保材料、环保窗帘叶片的制造方法、及环保窗帘叶片
CN111995845A (zh) * 2020-09-07 2020-11-27 黎明职业大学 一种导热绝缘pbt/pbat复合材料及其制成的灯座体
CN111995844A (zh) * 2020-09-07 2020-11-27 黎明职业大学 一种导热绝缘pbt/petg复合材料及其制备方法
CN115838508A (zh) * 2022-03-28 2023-03-24 未来城市(北京)生态能源科技有限公司 一种高发射率的远红外采暖管及其制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
成敏等: "PP/石墨/CaCO3导热复合材料制备及性能", 《现代塑料加工应用》 *

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106854341A (zh) * 2016-11-29 2017-06-16 太湖县金辉煌电子科技有限公司 一种轻质环氧导热材料及其制备方法
CN107022136A (zh) * 2017-05-24 2017-08-08 深圳市予富源包装彩印有限公司 一种耐热薄膜
CN109206704A (zh) * 2017-07-04 2019-01-15 敬祐科技股份有限公司 环保材料、环保窗帘叶片的制造方法、及环保窗帘叶片
CN109206704B (zh) * 2017-07-04 2021-12-07 敬祐科技股份有限公司 环保材料、环保窗帘叶片的制造方法、及环保窗帘叶片
CN107663320A (zh) * 2017-11-12 2018-02-06 无锡中科苏惠自动化技术有限公司 一种用于自动化设备的导热性复合材料及其制备方法
CN108849698A (zh) * 2018-08-09 2018-11-23 同济大学 一种使用热泵的恒温水产养殖池
CN111995845A (zh) * 2020-09-07 2020-11-27 黎明职业大学 一种导热绝缘pbt/pbat复合材料及其制成的灯座体
CN111995844A (zh) * 2020-09-07 2020-11-27 黎明职业大学 一种导热绝缘pbt/petg复合材料及其制备方法
CN115838508A (zh) * 2022-03-28 2023-03-24 未来城市(北京)生态能源科技有限公司 一种高发射率的远红外采暖管及其制备方法
CN115838508B (zh) * 2022-03-28 2024-04-26 未来城市(北京)生态能源科技有限公司 一种高发射率的远红外采暖管及其制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104761822A (zh) 掺杂碳酸钙聚烯烃导热复合材料及其制备方法
CN101857689A (zh) 一种制备高导热塑料管道的材料
CN101532591B (zh) Upvc管材或管件及其制备方法
CN102408610A (zh) 一种功能性聚乙烯管材及其制备方法
CN102199321B (zh) 一种高导热聚乙烯管道
CN101666397A (zh) 导热塑料管
CN104559148A (zh) 一种高热扩散系数高分子材料及其制备方法
CN101885892B (zh) 一种组合物、用组合物生产的大口径双壁波纹管以及生产工艺
CN101358008A (zh) 一种埋地聚乙烯排水管材专用料的制备方法
CN102649328B (zh) 高强度耐腐蚀高导热性金属丝网增强导热塑料
CN102477202B (zh) 废旧聚丙烯改性薄壁波纹管及其制造方法
CN101698733A (zh) 具有高抗冲击性的硬质聚氯乙烯管材
CN102719011A (zh) 一种新型聚丙烯双壁波纹管及其制备方法
CN101575484A (zh) 一种用于钢塑复合管粘接的热熔胶
CA2716056A1 (en) Thermally conductive polymer compositions
CN103524859B (zh) 一种含石墨导热聚乙烯母料及其制备方法和组合物
CN105524425A (zh) 一种用于3d打印的导热环氧树脂复合材料及其制备方法
CN103862589A (zh) 一种熔融共混制备聚酰胺基导热复合材料的方法
CN101805424B (zh) 一种电热水器内胆用的硅烷交联聚乙烯专用料
CN101020777A (zh) 一种高导热聚丁烯盘管及其制备方法
CN101157777A (zh) 一种具有良好亲水性的改性聚丙烯树脂及其制备方法
CN100506904C (zh) 一种用于生产大口径增强复合聚丙烯加筋管的组合物及其生产工艺
CN106589547A (zh) 一种pe‑rt地暖管材及其制备方法和应用
CN104479193B (zh) 一种纳米晶须改性pe管材及其制备方法
CN113357446A (zh) 一种自清洁地暖管道及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
EXSB Decision made by sipo to initiate substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20150708

RJ01 Rejection of invention patent application after publication