CN105199199A - 一种导热绝缘材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种导热绝缘材料，由以下重量份数的原料组成：低密度聚乙烯树脂48~70份、聚乳酸20~40份、聚乙烯醇缩丁醛树脂17~38份、纳米氧化铈8~20份、碳纳米管5~18份、纳米二氧化硅6~20份、氮化硼4~15份、巯丙基甲基二甲氧基硅烷1~8份和抗氧剂0.5~2份。本发明还提供了所述导热绝缘材料的制备方法。本发明所制备的绝缘材料的热导率为7.05~9.22W/（m﹒K），拉伸强度为23~34MPa，显示良好的导热性和良好的力学性能，满足对绝缘材料导热性和机械性能的应用要求，适合大量推广使用。

Description

一种导热绝缘材料及其制备方法
技术领域
本发明属于绝缘材料领域，特别涉及一种导热绝缘材料及其制备方法。
背景技术
绝缘材料是用来使器件在电气上绝缘的材料，也就是能够阻止电流通过的材料。它的电阻率很高。通常是由合成树脂及填料、增塑剂、稳定剂、润滑剂、色料等添加剂组成。随着电子电器产品的普及，电子产品的迅猛发展，对电子产品用的绝缘材料提出了更高的要求，不仅要求更高的绝缘等级，同时也需要更高的耐腐蚀、耐高温性能，同时也要兼具良好的机械强度，如此可避免设备产品的腐蚀、因发热量过大而引起的功效降低，以及寿命缩短等问题，可更好的保护电子电器产品，降低产品的整体使用成本。
常用的绝缘材料有陶瓷、塑料、橡胶等等多种类型。为了提高绝缘材料的导热性，人们也作出了许多研究，如可通过掺杂、改性、复合共混等方式对绝缘材料的导热性能进行改善。然而，在改善导热性的同时，还要保证其他性能良好，例如机械力学性能不被破坏，这对于无论是配比还是工艺条件还是存在一定难度。
发明内容
要解决的技术问题是：为了提高橡胶绝缘材料的导热性，同时也不破坏其力学性能的问题，提供一种导热绝缘材料及其制备方法。
技术方案：为了解决上述问题，本发明提供了一种导热绝缘材料，由以下重量份数的原料组成：低密度聚乙烯树脂48~70份、聚乳酸20~40份、聚乙烯醇缩丁醛树脂17~38份、纳米氧化铈8~20份、碳纳米管5~18份、纳米二氧化硅6~20份、氮化硼4~15份、巯丙基甲基二甲氧基硅烷1~8份和抗氧剂0.5~2份。
优选的，一种导热绝缘材料，由以下重量份数的原料组成：低密度聚乙烯树脂48~65份、聚乳酸20~38份、聚乙烯醇缩丁醛树脂25~38份、纳米氧化铈10~20份、碳纳米管7~18份、纳米二氧化硅8~20份、氮化硼6~15份、巯丙基甲基二甲氧基硅烷2~8份和抗氧剂0.5~1份。
优选的，一种导热绝缘材料，其特征在于，由以下重量份数的原料组成：低密度聚乙烯树脂56份、聚乳酸27份、聚乙烯醇缩丁醛树脂26份、纳米氧化铈11份、碳纳米管9份、纳米二氧化硅10份、氮化硼8份、巯丙基甲基二甲氧基硅烷3份和抗氧剂0.6份。
优选的，所述抗氧剂为抗氧剂1010或抗氧剂168。
一种导热绝缘材料的制备方法，包括以下步骤：
1）按照重量份数称取各原料：低密度聚乙烯树脂48~70份、聚乳酸20~40份、聚乙烯醇缩丁醛树脂17~38份、纳米氧化铈8~20份、碳纳米管5~18份、纳米二氧化硅6~20份、氮化硼4~15份、巯丙基甲基二甲氧基硅烷1~8份和抗氧剂0.5~2份；
2）然后将所有原料中的纳米氧化铈、碳纳米管、纳米二氧化硅、氮化硼置于球磨机中球磨均匀，然后加入巯丙基甲基二甲氧基硅烷继续混合，得到混合料；
3）将低密度聚乙烯树脂、聚乳酸、聚乙烯醇缩丁醛树脂、抗氧剂和步骤1）中的混合料于60~80℃混合均匀，然后置于双螺杆挤出机中熔融、挤出和造粒，即可。
优选的，所述步骤3）中双螺杆挤出机中的挤出条件为：各个区域的设定温度为：第一区域为170~200℃，第二区域为210~220℃，第三区域为220~230℃，第四区域为200~220℃，第五区域为180~210℃；挤出温度为150~170℃，挤出转速为180~250r/min。
进一步，优选的，所述步骤3）中双螺杆挤出机中的挤出条件为：各个区域的设定温度为：第一区域为178℃，第二区域为210℃，第三区域为225℃，第四区域为210℃，第五区域为190℃；挤出温度为160℃，挤出转速为210r/min。
本发明具有以下有益效果：本发明所制备的绝缘材料的热导率为7.05~9.22W/（m﹒K），拉伸强度为23~34MPa，显示良好的导热性和良好的力学性能，满足对绝缘材料导热性和机械性能的应用要求，适合大量推广使用。
具体实施方式
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。
实施例1
一种导热绝缘材料的制备方法，包括以下步骤：
1）按照重量份数称取各原料：低密度聚乙烯树脂48份、聚乳酸20份、聚乙烯醇缩丁醛树脂17份、纳米氧化铈8份、碳纳米管5份、纳米二氧化硅6份、氮化硼4份、巯丙基甲基二甲氧基硅烷1份和抗氧剂1680.5份；
2）然后将所有原料中的纳米氧化铈、碳纳米管、纳米二氧化硅、氮化硼置于球磨机中球磨均匀，然后加入巯丙基甲基二甲氧基硅烷继续混合，得到混合料；
3）将低密度聚乙烯树脂、聚乳酸、聚乙烯醇缩丁醛树脂、抗氧剂和步骤1）中的混合料于60℃混合均匀，然后置于双螺杆挤出机中，各个区域的设定温度为：第一区域为170℃，第二区域为210℃，第三区域为220℃，第四区域为200℃，第五区域为180℃；挤出温度为150℃，挤出转速为180r/min；熔融、挤出和造粒，即可。
实施例2
一种导热绝缘材料的制备方法，包括以下步骤：
1）按照重量份数称取各原料：低密度聚乙烯树脂70份、聚乳酸40份、聚乙烯醇缩丁醛树脂38份、纳米氧化铈20份、碳纳米管18份、纳米二氧化硅20份、氮化硼15份、巯丙基甲基二甲氧基硅烷8份和抗氧剂10102份；
2）然后将所有原料中的纳米氧化铈、碳纳米管、纳米二氧化硅、氮化硼置于球磨机中球磨均匀，然后加入巯丙基甲基二甲氧基硅烷继续混合，得到混合料；
3）将低密度聚乙烯树脂、聚乳酸、聚乙烯醇缩丁醛树脂、抗氧剂和步骤1）中的混合料于80℃混合均匀，然后置于双螺杆挤出机中，各个区域的设定温度为：第一区域为200℃，第二区域为220℃，第三区域为230℃，第四区域为220℃，第五区域为210℃；挤出温度为170℃，挤出转速为250r/min；熔融、挤出和造粒，即可。
实施例3
一种导热绝缘材料的制备方法，包括以下步骤：
1）按照重量份数称取各原料：低密度聚乙烯树脂60份、聚乳酸30份、聚乙烯醇缩丁醛树脂28份、纳米氧化铈14份、碳纳米管12份、纳米二氧化硅13份、氮化硼10份、巯丙基甲基二甲氧基硅烷4份和抗氧剂10101.2份；
2）然后将所有原料中的纳米氧化铈、碳纳米管、纳米二氧化硅、氮化硼置于球磨机中球磨均匀，然后加入巯丙基甲基二甲氧基硅烷继续混合，得到混合料；
3）将低密度聚乙烯树脂、聚乳酸、聚乙烯醇缩丁醛树脂、抗氧剂和步骤1）中的混合料于70℃混合均匀，然后置于双螺杆挤出机中，各个区域的设定温度为：第一区域为190℃，第二区域为2105℃，第三区域为225℃，第四区域为210℃，第五区域为195℃；挤出温度为160℃，挤出转速为215r/min；熔融、挤出和造粒，即可。
实施例4
一种导热绝缘材料的制备方法，包括以下步骤：
1）按照重量份数称取各原料：低密度聚乙烯树脂65份、聚乳酸38份、聚乙烯醇缩丁醛树脂25份、纳米氧化铈10份、碳纳米管7份、纳米二氧化硅8份、氮化硼6份、巯丙基甲基二甲氧基硅烷2份和抗氧剂10101份；
2）然后将所有原料中的纳米氧化铈、碳纳米管、纳米二氧化硅、氮化硼置于球磨机中球磨均匀，然后加入巯丙基甲基二甲氧基硅烷继续混合，得到混合料；
3）将低密度聚乙烯树脂、聚乳酸、聚乙烯醇缩丁醛树脂、抗氧剂和步骤1）中的混合料于65℃混合均匀，然后置于双螺杆挤出机中，各个区域的设定温度为：第一区域为200℃，第二区域为2220℃，第三区域为230℃，第四区域为210℃，第五区域为200℃；挤出温度为160℃，挤出转速为220r/min；熔融、挤出和造粒，即可。
实施例5
一种导热绝缘材料的制备方法，包括以下步骤：
1）按照重量份数称取各原料：低密度聚乙烯树脂56份、聚乳酸27份、聚乙烯醇缩丁醛树脂26份、纳米氧化铈11份、碳纳米管9份、纳米二氧化硅10份、氮化硼8份、巯丙基甲基二甲氧基硅烷3份和抗氧剂1680.6份；
2）然后将所有原料中的纳米氧化铈、碳纳米管、纳米二氧化硅、氮化硼置于球磨机中球磨均匀，然后加入巯丙基甲基二甲氧基硅烷继续混合，得到混合料；
3）将低密度聚乙烯树脂、聚乳酸、聚乙烯醇缩丁醛树脂、抗氧剂和步骤1）中的混合料于70℃混合均匀，然后置于双螺杆挤出机中，各个区域的设定温度为：第一区域为178℃，第二区域为210℃，第三区域为225℃，第四区域为210℃，第五区域为190℃；挤出温度为160℃，挤出转速为210r/min；熔融、挤出和造粒，即可。
性能测试
下面对实施例1至5所制备的绝缘材料的热导率和拉伸强度进行测试，测试结果见下表：

Claims (8)

1.一种导热绝缘材料，其特征在于，由以下重量份数的原料组成：低密度聚乙烯树脂48~70份、聚乳酸20~40份、聚乙烯醇缩丁醛树脂17~38份、纳米氧化铈8~20份、碳纳米管5~18份、纳米二氧化硅6~20份、氮化硼4~15份、巯丙基甲基二甲氧基硅烷1~8份和抗氧剂0.5~2份。
2.根据权利要求1所述的一种导热绝缘材料，其特征在于，由以下重量份数的原料组成：低密度聚乙烯树脂48~65份、聚乳酸20~38份、聚乙烯醇缩丁醛树脂25~38份、纳米氧化铈10~20份、碳纳米管7~18份、纳米二氧化硅8~20份、氮化硼6~15份、巯丙基甲基二甲氧基硅烷2~8份和抗氧剂0.5~1份。
3.根据权利要求1所述的一种导热绝缘材料，其特征在于，由以下重量份数的原料组成：低密度聚乙烯树脂56份、聚乳酸27份、聚乙烯醇缩丁醛树脂26份、纳米氧化铈11份、碳纳米管9份、纳米二氧化硅10份、氮化硼8份、巯丙基甲基二甲氧基硅烷3份和抗氧剂0.6份。
4.根据权利要求1所述的一种导热绝缘材料，其特征在于，所述抗氧剂为抗氧剂1010或抗氧剂168。
5.一种导热绝缘材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）按照重量份数称取各原料：低密度聚乙烯树脂48~70份、聚乳酸20~40份、聚乙烯醇缩丁醛树脂17~38份、纳米氧化铈8~20份、碳纳米管5~18份、纳米二氧化硅6~20份、氮化硼4~15份、巯丙基甲基二甲氧基硅烷1~8份和抗氧剂0.5~2份；
2）然后将所有原料中的纳米氧化铈、碳纳米管、纳米二氧化硅、氮化硼置于球磨机中球磨均匀，然后加入巯丙基甲基二甲氧基硅烷继续混合，得到混合料；
3）将低密度聚乙烯树脂、聚乳酸、聚乙烯醇缩丁醛树脂、抗氧剂和步骤1）中的混合料于60~80℃混合均匀，然后置于双螺杆挤出机中熔融、挤出和造粒，即可。
6.根据权利要求5所述的一种导热绝缘材料的制备方法，其特征在于，所述抗氧剂为抗氧剂1010或抗氧剂168。
7.根据权利要求5或6所述的一种导热绝缘材料的制备方法，其特征在于，所述步骤3）中双螺杆挤出机中的挤出条件为：各个区域的设定温度为：第一区域为170~200℃，第二区域为210~220℃，第三区域为220~230℃，第四区域为200~220℃，第五区域为180~210℃；挤出温度为150~170℃，挤出转速为180~250r/min。
8.根据权利要求7所述的一种导热绝缘材料的制备方法，其特征在于，所述步骤3）中双螺杆挤出机中的挤出条件为：各个区域的设定温度为：第一区域为178℃，第二区域为210℃，第三区域为225℃，第四区域为210℃，第五区域为190℃；挤出温度为160℃，挤出转速为210r/min。
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