CN105924961A - 一种高导热塑性复合填充材料 - Google Patents

一种高导热塑性复合填充材料 Download PDF

Info

Publication number
CN105924961A
CN105924961A CN201610514783.4A CN201610514783A CN105924961A CN 105924961 A CN105924961 A CN 105924961A CN 201610514783 A CN201610514783 A CN 201610514783A CN 105924961 A CN105924961 A CN 105924961A
Authority
CN
China
Prior art keywords
filling material
heat conduction
composite filling
plasticity
high heat
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.)
Granted
Application number
CN201610514783.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105924961B (zh
Inventor
徐常威
梁杰聪
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.)
Join Win Footwear Liling Co ltd
Original Assignee
Guangzhou 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 Guangzhou University filed Critical Guangzhou University
Priority to CN201610514783.4A priority Critical patent/CN105924961B/zh
Publication of CN105924961A publication Critical patent/CN105924961A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105924961B publication Critical patent/CN105924961B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L77/00—Compositions of polyamides obtained by reactions forming a carboxylic amide link in the main chain; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L77/06—Polyamides derived from polyamines and polycarboxylic acids
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L77/00—Compositions of polyamides obtained by reactions forming a carboxylic amide link in the main chain; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L77/02—Polyamides derived from omega-amino carboxylic acids or from lactams thereof
    • 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
    • C08L2205/03—Polymer mixtures characterised by other features containing three or more polymers in a blend
    • C08L2205/035—Polymer mixtures characterised by other features containing three or more polymers in a blend containing four or more polymers in a blend
    • 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
    • C08L2205/08—Polymer mixtures characterised by other features containing additives to improve the compatibility between two polymers

Landscapes

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

Abstract

本发明公开了一种高导热塑性复合填充材料，包括重量百分比的以下组分，35%导热填料、60‑61%主体塑料、2‑3%偶联剂和2‑3%分散剂。本发明采用间歇微波方法制备的导热填料表面负载了氧化物，其不同形状的导热粒子在聚合物基体中分散均匀，能形成完整的导热网络，使制备的复合材料具有良好的热传导性、加工性能、耐候性和外观光泽；制备的高导热塑性复合填充材料能够满足模压、注塑和挤出成型等加工方式，经注塑成型后可广泛应用于电子电器、手机外壳及LED灯具等制品,可以提高产品在高温时的散热性能,延长使用寿命。

Description

一种高导热塑性复合填充材料
技术领域
本发明涉及一种高导热塑性复合填充材料及其制备方法，属于高分子材料技术领域。
背景技术
高分子材料由于具有密度小、耐腐蚀、设计自由度高、系统成本低等优点,使其具有其他材料不可比拟的优异性能，从而广泛用于科学技术、国防建设和国民经济等各个领域，并已成为现代社会生活中衣食住行用各个方面不可缺少的材料。但是，单纯的高分子材料导热性能较低，一般热导率仅有0.2～0.3W/(m·K)左右，在有较高导热要求的场合，比如电子信息等相关产业领域，其应用将会受到制约。
高导热塑性复合材料具有优异的导热性能，因此，受到越来越多的重视。目前提高塑料导热性能常用的方式是添加入导热性的填料，以增加其导热能力。填充效果的好坏很大程度上取决于导热填料与主体塑料相融的程度，因此改善导热填料与主体塑料相融问题成为目前制备改性导热塑料的关键点。
在我们国家的实际生产中，塑料改性的制备一般采用共混法，即将无机填料直接加入到聚合物基体中进行混合。共混法操作简单，但是颗粒容易团聚，无机纳米粒子在导电聚合物基体中难以分散均匀，使复合材料结构具有不确定性，因此这种方法通常需要在共混前对纳米粒子的表面进行改性处理。目前常用的表面处理方法有：添加表面活性剂降低纳米粒子的表面张力和表面自由能,以改善纳米粒子的分散状况；添加偶联剂,使纳米粒子与基体之间有较强的相互作用力,这一相互作用可以是共价键结合,可以是吸附在粒子上的偶联剂使基体聚合物的链段形成环状,将纳米粒子捕捉在其中,也可以是聚合物的链段和表面改性剂的交联网络互相贯穿。而现在，一般，我们的实际生产都是直接添加硅烷偶联剂和添加剂共混，但这种表面处理具有分布不均匀和选择性单一的缺点，会造成生产出的导热塑料局部导热系数不均一，得不到稳定的产品。
申请号为CN200810010571.8的专利公开了一种新型高分子导热塑料的合成方法，但是由于其中没有加入偶联剂，也没有对碳材料表面进行修饰，所以合成效果不佳，内部碳材料聚积严重。
申请号为CN 201310491873.2的专利公开了一种新型绝缘导热塑料及制备方法，其方法是选用新型导热填料制备具有较高热导率和加工流动性的绝缘导热塑料。此专利方法较为简单，但由于是将塑料基体、绝缘导热填料和加工助剂物理共混挤出注塑，无法形成稳定大面积的导热网络，因此导热系数较低，为2.05W/m.K。
因此，要寻求一种合成效果好、导热系数高的塑性复合填充材料及其制备方法。
发明内容
本发明采用间歇微波法制备了表面含有与聚酰胺(PA)基材相容的官能团并负载氧化物的碳材料。本发明不用去除过量的非共价功能化修饰碳材料的聚合物小分子和有机小分子，利用歇微波法直接将其碳化，生成具有导热性的碳，同时其相应的官能团保留在碳材料表面，将负载氧化物的碳材料作为导热填料添加到PA基材中，然后用双螺杆挤出机挤出，即得到本发明的高导热塑性复合填充材料。本发明获得的高导热塑性复合填充材料可以作为LED灯具的半导体芯片散热器件的导热材料，该方法简单易操作，有效解决了导热填料与主体塑料相融问题，进而制备得到高导热塑性的复合填充材料。
本发明的目的在于解决上述问题，通过改善导热填料与主体塑料的相融性，提供一种合成效果好、导热性能优异的高导热塑性复合填充材料及其制备方法。
本发明的技术方案是，一种高导热塑性复合填充材料，包括重量百分比的以下组分：
其中，导热填料是将聚乙烯亚胺、1-氨基芘和四氢呋喃浸泡于醋酸镁氧化物前驱体溶液中，取出干燥，再经间歇微波法加热而制得。该导热填料是一种新型碳材料。
将一定比例的聚乙烯亚胺、1-氨基芘和四氢呋喃小分子，浸泡在醋酸镁氧化物前驱体溶液中。依靠非共价键(离子键、金属键和分子间作用力)作用把镁离子组装在小分子表面，然后干燥，置于微波炉中用间歇微波法加热，让醋酸镁氧化物前驱体分解为氧化物，相应的小分子碳化成为碳材料，但同时小分子官能团保持在碳材料表面上。
优选的，所述的主体塑料是聚酰胺(PA)基材，为PA6和PA66中的一种或两种。
优选的，所述的偶联剂是马来酸酐接枝相容剂和KH-550硅烷偶联剂的一种或两种。
优选的，所述的分散剂是聚乙烯吡咯烷酮。
优选的，聚乙烯亚胺、1-氨基芘和四氢呋喃的质量比是1:1-3:1-3。
优选的，所述的醋酸镁氧化物前驱体溶液与聚乙烯亚胺、1-氨基芘和四氢呋喃三者总和的质量比是1:2.5-6，氧化物前驱体溶液选自醋酸镁。
优选的，歇微波法加热的操作如下：微波加热15s，停顿10s，重复4次。
制备高导热塑性复合填充材料的方法，包括以下步骤：
1)将导热填料、主体塑料、偶联剂和分散剂混合均匀，得到混合物；
2)将步骤1)得到的混合物置于双螺杆挤出机中，挤出造粒，即可得到高导热塑性复合填充材料。
优选的，挤出造粒过程，控制温度为200-270℃，加工扭矩为30-70N·m。
可以将本发明的到的高导热塑性复合填充材料进一步加工，经过制坯，理坯，加热坯，预吹气，拉伸坯，高压吹，冷却吹，脱模程序形成产品，最后整合统一包装；也可以在双螺杆挤出机中混合反应后直接进行制坯，理坯，加热坯，预吹气，拉伸坯，高压吹，冷却吹，脱模程序形成产品。
本发明的有益效果是，采用间歇微波方法制备得到的导热填料表面负载了氧化物，其不同形状的导热粒子在聚合物基体中分散均匀，能形成完整的导热网络，使制备的复合材料具有良好的热传导性、加工性能、耐候性和外观光泽；制备的高导热塑性复合填充材料能够满足模压、注塑和挤出成型等加工方式；该高导热塑性复合填充材料经过注塑成型后可广泛应用于电子电器、手机外壳及LED灯具等制品，可以提高产品在高温时的散热性能，延长使用寿命。
具体实施方式
实施例1
一种高导热塑性复合填充材料，包括重量百分比的以下组分：
其中，35％的导热填料中，分别是：10％PEI、10％1-AP、10％THF和5％醋酸镁。
导热填料是将PEI、1-AP和THF按1:1:1的质量比浸泡于醋酸镁氧化物前驱体溶液中1小时，其中，醋酸镁前驱体溶液与PEI、1-AP和THF混合物的质量比是1:6，取出干燥，置于微波炉中用间歇微波法，每加热15s，停顿10s，重复4次，则制得导热填料。
制备高导热塑性复合填充材料的方法，包括以下步骤：
1)将导热填料、主体塑料、偶联剂和分散剂混合均匀，得到混合物；
2)将步骤1)得到的混合物置于双螺杆挤出机中，挤出造粒，其中，控制挤出温度为240-250℃，加工扭矩为40N·m，即可得到高导热塑性复合填充材料。
实施例2
一种高导热塑性复合填充材料，包括重量百分比的以下组分：
其中，35％的导热填料中，分别是：5％PEI、5％1-AP、15％THF和10％醋酸镁。
其中，导热填料是将PEI、1-AP和THF按1:1:3的质量比浸泡于醋酸镁氧化物前驱体溶液中1小时，其中，醋酸镁前驱体溶液与PEI、1-AP和THF混合物的质量比是1:2.5，取出干燥，置于微波炉中用间歇微波法加热15s，停顿10s，重复4次，则制得导热填料。
高导热塑性复合填充材料的制备方法与实施例1的制备方法相同。
实施例3
一种高导热塑性复合填充材料，包括重量百分比的以下组分：
其中，35％的导热填料中，分别是：5％PEI、10％1-AP、15％THF和5％醋酸镁。
其中，导热填料是将PEI、1-AP和THF按1:2:3的质量比浸泡于醋酸镁氧化物前驱体溶液中1小时，其中，醋酸镁氧化物前驱体与PEI、1-AP和THF混合物的质量比是1:6，取出干燥，置于微波炉中用间歇微波法加热15s，停顿10s，重复4次，则制得导热填料。
制备高导热塑性复合填充材料的方法，包括以下步骤：
1)将导热填料、主体塑料、偶联剂和分散剂混合均匀，得到混合物；
2)将步骤1)得到的混合物置于双螺杆挤出机中，挤出造粒，其中，控制挤出温度为220-230℃，加工扭矩为70N·m，即可得到高导热塑性复合填充材料。
实施例4
一种高导热塑性复合填充材料，包括重量百分比的以下组分：
其中，35％的导热填料中，分别是：5％PEI、10％1-AP、10％THF和10％醋酸镁。
其中，导热填料是将PEI、1-AP和THF按1:2:2的质量比浸泡于醋酸镁氧化物前驱体溶液中1小时，其中，醋酸镁前驱体溶液与PEI、1-AP和THF混合物的质量比是1:2.5，取出干燥，置于微波炉中用间歇微波法加热15s，停顿10s，重复4次，则制得导热填料。
高导热塑性复合填充材料的制备方法与实施例3的制备方法相同。
实施例1-4中，制备高导热塑性复合填充材料的各组分重量百分比和所制备的高导热塑性复合填充材料的性能测试结果如表1所示。
表1实施例1-4的各组分重量百分比和性能测试结果

Claims (9)

1.一种高导热塑性复合填充材料，其特征在于，包括重量百分比的以下组分：
导热填料 35%，
主体塑料 60-61%，
偶联剂 2-3%，
分散剂 2-3%，
其中，导热填料是将聚乙烯亚胺、1-氨基芘和四氢呋喃浸泡于氧化物前驱体溶液中，取出干燥，再经间歇微波法加热而制得。
2.根据权利要求1所述的高导热塑性复合填充材料，其特征在于，所述的主体塑料是尼龙6和尼龙66中的一种或两种。
3.根据权利要求1所述的高导热塑性复合填充材料，其特征在于，所述的偶联剂是马来酸酐接枝相容剂和KH-550硅烷偶联剂中的一种或两种。
4.根据权利要求1所述的高导热塑性复合填充材料，其特征在于，所述的分散剂是聚乙烯吡咯烷酮。
5.根据权利要求1所述的高导热塑性复合填充材料，其特征在于，聚乙烯亚胺、1-氨基芘和四氢呋喃的质量比是1:1-3:1-3。
6.据权利要求1所述的高导热塑性复合填充材料，其特征在于，所述的氧化物前驱体溶液与聚乙烯亚胺、1-氨基芘和四氢呋喃三者总和的质量比是1:2.5-6，氧化物前驱体溶液选自醋酸镁。
7.据权利要求1所述的高导热塑性复合填充材料，其特征在于，歇微波法加热的操作如下：微波加热15 s，停顿10 s，重复4次。
8.制备权利要求1-7中任一项所述的高导热塑性复合填充材料的方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）将导热填料、主体塑料、偶联剂和分散剂混合均匀，得到混合物；
2）将步骤1）得到的混合物置于双螺杆挤出机中，挤出造粒，即可得到高导热塑性复合填充材料。
9.据权利要求8所述的方法，其特征在于，挤出造粒过程，控制温度为200-270℃，加工扭矩为30-70N•m。
CN201610514783.4A 2016-06-30 2016-06-30 一种高导热塑性复合填充材料 Active CN105924961B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610514783.4A CN105924961B (zh) 2016-06-30 2016-06-30 一种高导热塑性复合填充材料

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610514783.4A CN105924961B (zh) 2016-06-30 2016-06-30 一种高导热塑性复合填充材料

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105924961A true CN105924961A (zh) 2016-09-07
CN105924961B CN105924961B (zh) 2018-08-28

Family

ID=56828955

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610514783.4A Active CN105924961B (zh) 2016-06-30 2016-06-30 一种高导热塑性复合填充材料

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105924961B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106928642A (zh) * 2017-04-13 2017-07-07 上海博息电子科技有限公司 移动终端的结构件和移动终端

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110244254A1 (en) * 2010-03-30 2011-10-06 Zhiqiang Song Anticorrosion coatings with reactive polyelectrolyte complex system
CN103342890A (zh) * 2013-07-03 2013-10-09 徐常威 一种耐磨阻燃的导热塑胶材料及其制备方法
CN103435998A (zh) * 2013-09-11 2013-12-11 四川大学 一种制备高韧导热功能复合材料的方法
CN103627179A (zh) * 2013-11-29 2014-03-12 中国科学院金属研究所 一种含有石墨烯的高导热硅橡胶复合材料及其制备方法
CN103822195A (zh) * 2012-11-19 2014-05-28 合肥杰事杰新材料股份有限公司 一种led灯散热外壳
CN103937234A (zh) * 2014-04-19 2014-07-23 中山市永威新材料有限公司 一种应用改性碳材料的导热塑料及其制备方法
CN103937177A (zh) * 2014-04-19 2014-07-23 中山市永威新材料有限公司 一种高导热改性塑料及其制备方法
CN105219092A (zh) * 2015-10-29 2016-01-06 惠州市粤泰翔科技有限公司 一种高填充柔性导热硅橡胶及其制备方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110244254A1 (en) * 2010-03-30 2011-10-06 Zhiqiang Song Anticorrosion coatings with reactive polyelectrolyte complex system
CN103822195A (zh) * 2012-11-19 2014-05-28 合肥杰事杰新材料股份有限公司 一种led灯散热外壳
CN103342890A (zh) * 2013-07-03 2013-10-09 徐常威 一种耐磨阻燃的导热塑胶材料及其制备方法
CN103435998A (zh) * 2013-09-11 2013-12-11 四川大学 一种制备高韧导热功能复合材料的方法
CN103627179A (zh) * 2013-11-29 2014-03-12 中国科学院金属研究所 一种含有石墨烯的高导热硅橡胶复合材料及其制备方法
CN103937234A (zh) * 2014-04-19 2014-07-23 中山市永威新材料有限公司 一种应用改性碳材料的导热塑料及其制备方法
CN103937177A (zh) * 2014-04-19 2014-07-23 中山市永威新材料有限公司 一种高导热改性塑料及其制备方法
CN105219092A (zh) * 2015-10-29 2016-01-06 惠州市粤泰翔科技有限公司 一种高填充柔性导热硅橡胶及其制备方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106928642A (zh) * 2017-04-13 2017-07-07 上海博息电子科技有限公司 移动终端的结构件和移动终端

Also Published As

Publication number Publication date
CN105924961B (zh) 2018-08-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101407637B (zh) 一类纤维增强复合材料及其制备方法
CN103937177B (zh) 一种高导热改性塑料及其制备方法
CN107459642B (zh) 一种高含量石墨烯改性尼龙6母粒及其制备方法和应用
CN103862589B (zh) 一种熔融共混制备聚酰胺基导热复合材料的方法
CN104151707B (zh) 导热性能优良的碳纤维增强树脂复合材料及其制备方法
US11365336B2 (en) Polymer-polymer fiber composite for high thermal conductivity
CN103435998A (zh) 一种制备高韧导热功能复合材料的方法
CN108250747B (zh) 一种热塑性聚醚酰亚胺绝缘导热复合材料及其制备方法
CN102786815A (zh) 氮化硼粉体表面改性的方法、改性氮化硼及聚合物复合材料
CN103224638B (zh) 填料织构化的高导热聚合物基复合材料及其制备方法
CN106589927A (zh) 一种纤维共混增强尼龙复合材料及其制备方法
CN103756298A (zh) 一种热塑性聚合物基导热复合材料及其制备方法和应用
CN110343332A (zh) 一种高韧性聚丙烯/弹性体复合材料及制备方法
CN102936410B (zh) 一种原位聚合制备聚酰胺基导热复合材料的方法
CN103289346A (zh) 一种低膨胀系数高韧高导热功能复合材料及其制备方法
CN108929536A (zh) 一种导热电子设备用石墨烯/聚酰胺复合材料及制备方法
CN105924961A (zh) 一种高导热塑性复合填充材料
CN104559146A (zh) 一种晶须增强导热塑料材料及其制备方法
CN112457625B (zh) 一种石墨烯复合材料、石墨烯复合导热塑料及其制备方法
CN104559035B (zh) 一种石墨烯/abs导电塑料及其爆破剥离制备方法和用途
CN100478392C (zh) 一种耐高温的热敏电阻复合材料及制备方法
CN108314834A (zh) 一种改性线性低密度聚乙烯材料及其制备方法
CN101942137B (zh) 一种振动注塑装置制备导电性增强的聚合物/碳纳米管复合材料的方法
CN107163397A (zh) 导电性聚丙烯/尼龙复合材料及其制备方法
CN103540125A (zh) 一种耐高温导电ppo/pa6合金材料及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20200908

Address after: Room 513, building 2, public rental housing, Liling Economic Development Zone, Zhuzhou City, Hunan Province

Patentee after: Liling Jiewei Shoes Co.,Ltd.

Address before: 510006 Guangdong City, Guangzhou Province University, West Ring Road, No. 230

Patentee before: Guangzhou University

CP03 Change of name, title or address
CP03 Change of name, title or address

Address after: 412200 beside Dongfu Avenue, Dongfu Industrial Park, Liling Economic Development Zone, Zhuzhou City, Hunan Province

Patentee after: Join Win Footwear (Liling) Co.,Ltd.

Address before: Room 513, Building 2, Public Rental Housing, Economic Development Zone, Liling City, Zhuzhou City, Hunan Province, 412499

Patentee before: Liling Jiewei Shoes Co.,Ltd.