CN106188788A - 一种聚乙烯导热材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种聚乙烯导热材料及其制备方法，该聚乙烯导热材料由以下重量份的原料制备而成：耐热聚乙烯65份、纳米二氧化硅13份、酚醛树脂29.8份、钛酸钡粉4.6份、耐化学品改性剂3.5份、N‑苯基马来酰亚胺的共聚物3‑5份、α‑甲基苯乙烯的共聚物3份、阻燃协效剂2份、溴系阻燃剂5份、导热填料12份、氯磺化聚乙烯0.3份、核壳丙烯酸弹性乳液11份。本发明所得导热材料具有良好的导热性、耐腐蚀性、耐热性和耐阻燃性，且具有较高的拉升强度和冲击强度，力学性能佳。

Description

一种聚乙烯导热材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及材料制备领域，具体涉及一种聚乙烯导热材料及其制备方法。

背景技术

随着我国经济水平的提高，人们对生活质量的要求也越来越高。居住环境和工作环境作为大家生活中的一大部分，人们对它的要求也越来越高，温度就是其中一部分。面对寒冷的冬天，供暖已成为不可缺少的部分，而空调的使用一般都会使皮肤干燥，并不是人们的首选。地面辐射供暖因温度稳定均匀，不会影响环境湿度而受到欢迎和追捧。目前，地面辐射供暖塑料管材品种主要有聚丙烯管、聚丁烯管、耐热聚乙烯管、交联聚乙烯管等几种。其中，耐热聚乙烯管因具有耐低温性、热稳定性佳、抗冲击性能优良、柔韧性好和可回收再利用等优点，而成为了研究的热点。但，耐热聚乙烯的热导率并不高，一般在0.4W/(m·k)左右，同时其耐腐蚀性和强度均较低。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种聚乙烯导热材料及其制备方法，所得导热材料具有良好的导热性、耐腐蚀性、耐热性和耐阻燃性，且具有较高的拉升强度和冲击强度，力学性能佳。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种聚乙烯导热材料，由以下重量份的原料制备而成：

耐热聚乙烯65-85份、纳米二氧化硅13-23份、酚醛树脂29.8-30.2份、钛酸钡粉4.6-5.8份、耐化学品改性剂3.5-5.5份、N-苯基马来酰亚胺的共聚物3-5份、α-甲基苯乙烯的共聚物3-10份、阻燃协效剂2-6份、溴系阻燃剂5-25份、导热填料12-15份、氯磺化聚乙烯0.3-0.6份、核壳丙烯酸弹性乳液11-15份。

其中，所述耐化学品改性剂为全氟烷基的丙烯酸系添加剂。

其中，所述阻燃协效剂为硼酸锌、三氧化二锑、五氧化二锑、锑酸钠和氧化钼中的一种或多种物质的混合物。

其中，所述溴系阻燃剂由四溴双酚A、十溴二苯乙烷、2，4，6-三溴三苯氧基-1，3，5-三嗪按质量比3∶2∶1混合所得。

其中，所述导热填料为氧化镁、氧化铝、氧化锌、氮化硼、氮化铝中的一种或两种，所述导热填料的粒径在0.5um-1.5um，纯度大于98％。

上述一种聚乙烯导热材料的制备方法，包括如下步骤：

S1、按权利要求1-5任一项所述的配方称取各组分；

S2、将称取的纳米二氧化硅通过超声波振荡设备分散于纯净水中形成无机纳米粒子分散液；

S3、将步骤S2所得分散液通过液体喂料泵注入双螺杆挤出机，与耐热聚乙烯、酚醛树脂共混，水全部蒸发，得混合物A；

S4、将所得的混合物A与钛酸钡粉、耐化学品改性剂、N-苯基马来酰亚胺的共聚物、α-甲基苯乙烯的共聚物、阻燃协效剂、溴系阻燃剂、导热填料、氯磺化聚乙烯、核壳丙烯酸弹性乳液加入混合搅拌机中进行混合，并通过双螺杆挤出机共混、熔融、造粒，挤出机的温度为180-220℃，严格真空度大于0.09Mpa，螺杆转速为180-600转/分。

本发明具有以下有益效果：

通过纳米二氧化硅、酚醛树脂、核壳丙烯酸弹性乳液等的合理添加，大大提高了所得材料的导热性能和耐热性能，引入全氟烷基的丙烯酸系添加剂作为耐化学品改性剂，该添加剂的迁移效率极高，在制件注塑成型的过程中即可完全迁移到表面形成一种保护膜，这层保护膜和水不相容且具有较强的耐酸碱的性能，从而大大提高了所得材料的耐腐蚀性；通过阻燃协效剂和溴系阻燃剂的添加，使得所得的材料具有优良的耐阻燃性；纳米二氧化硅和核壳丙烯酸弹性乳液等的合理添加，使得所得的材料具有较高的拉升强度和冲击强度，力学性能佳；挤出过程中控制真空度大于0.09MPa以尽可能多的除去加工过程中产生的小分子单体，进一步从工艺角度提高材料热稳定性。

具体实施方式

为了使本发明的目的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仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

以下实施例中，所使用的耐化学品改性剂为全氟烷基的丙烯酸系添加剂；所使用的阻燃协效剂为硼酸锌、三氧化二锑、五氧化二锑、锑酸钠和氧化钼中的一种或多种物质的混合物；所使用的溴系阻燃剂由四溴双酚A、十溴二苯乙烷、2，4，6-三溴三苯氧基-1，3，5-三嗪按质量比3∶2∶1混合所得；所使用的导热填料为氧化镁、氧化铝、氧化锌、氮化硼、氮化铝中的一种或两种，所述导热填料的粒径在0.5um-1.5um，纯度大于98％。

实施例1

一种聚乙烯导热材料，由以下重量份的原料制备而成：

耐热聚乙烯65份、纳米二氧化硅13份、酚醛树脂29.8份、钛酸钡粉4.6份、耐化学品改性剂3.5份、N-苯基马来酰亚胺的共聚物3-5份、α-甲基苯乙烯的共聚物3份、阻燃协效剂2份、溴系阻燃剂5份、导热填料12份、氯磺化聚乙烯0.3份、核壳丙烯酸弹性乳液11份。

实施例2

一种聚乙烯导热材料，由以下重量份的原料制备而成：

耐热聚乙烯85份、纳米二氧化硅23份、酚醛树脂30.2份、钛酸钡粉5.8份、耐化学品改性剂5.5份、N-苯基马来酰亚胺的共聚物5份、α-甲基苯乙烯的共聚物10份、阻燃协效剂6份、溴系阻燃剂25份、导热填料15份、氯磺化聚乙烯0.6份、核壳丙烯酸弹性乳液15份。

实施例3

一种聚乙烯导热材料，由以下重量份的原料制备而成：

耐热聚乙烯75份、纳米二氧化硅18份、酚醛树脂30份、钛酸钡粉5.2份、耐化学品改性剂4.5份、N-苯基马来酰亚胺的共聚物4份、α-甲基苯乙烯的共聚物6.5份、阻燃协效剂4份、溴系阻燃剂15份、导热填料13.5份、氯磺化聚乙烯0.45份、核壳丙烯酸弹性乳液13份。

本发明实施例还提供了上述一种聚乙烯导热材料的制备方法，包括如下步骤：

S1、按权利要求1-5任一项所述的配方称取各组分；

S2、将称取的纳米二氧化硅通过超声波振荡设备分散于纯净水中形成无机纳米粒子分散液；

S3、将步骤S2所得分散液通过液体喂料泵注入双螺杆挤出机，与耐热聚乙烯、酚醛树脂共混，水全部蒸发，得混合物A；

S4、将所得的混合物A与钛酸钡粉、耐化学品改性剂、N-苯基马来酰亚胺的共聚物、α-甲基苯乙烯的共聚物、阻燃协效剂、溴系阻燃剂、导热填料、氯磺化聚乙烯、核壳丙烯酸弹性乳液加入混合搅拌机中进行混合，并通过双螺杆挤出机共混、熔融、造粒，挤出机的温度为180-220℃，严格真空度大于0.09Mpa，螺杆转速为180-600转/分。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种聚乙烯导热材料，其特征在于，由以下重量份的原料制备而成：

耐热聚乙烯65-85份、纳米二氧化硅13-23份、酚醛树脂29.8-30.2份、钛酸钡粉4.6-5.8份、耐化学品改性剂3.5-5.5份、N-苯基马来酰亚胺的共聚物3-5份、α-甲基苯乙烯的共聚物3-10份、阻燃协效剂2-6份、溴系阻燃剂5-25份、导热填料12-15份、氯磺化聚乙烯0.3-0.6份、核壳丙烯酸弹性乳液11-15份。

2.如权利要求1所述的一种聚乙烯导热材料，其特征在于，所述耐化学品改性剂为全氟烷基的丙烯酸系添加剂。

3.如权利要求1所述的一种聚乙烯导热材料，其特征在于，所述阻燃协效剂为硼酸锌、三氧化二锑、五氧化二锑、锑酸钠和氧化钼中的一种或多种物质的混合物。

4.如权利要求1所述的一种聚乙烯导热材料，其特征在于，所述溴系阻燃剂由四溴双酚A、十溴二苯乙烷、2，4，6-三溴三苯氧基-1，3，5-三嗪按质量比3∶2∶1混合所得。

5.如权利要求1所述的一种聚乙烯导热材料，其特征在于，所述导热填料为氧化镁、氧化铝、氧化锌、氮化硼、氮化铝中的一种或两种，所述导热填料的粒径在0.5um-1.5um，纯度大于98％。

6.如权利要求1所述的一种聚乙烯导热材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、按权利要求1-5任一项所述的配方称取各组分；

S2、将称取的纳米二氧化硅通过超声波振荡设备分散于纯净水中形成无机纳米粒子分散液；

S3、将步骤S2所得分散液通过液体喂料泵注入双螺杆挤出机，与耐热聚乙烯、酚醛树脂共混，水全部蒸发，得混合物A；

S4、将所得的混合物A与钛酸钡粉、耐化学品改性剂、N-苯基马来酰亚胺的共聚物、α-甲基苯乙烯的共聚物、阻燃协效剂、溴系阻燃剂、导热填料、氯磺化聚乙烯、核壳丙烯酸弹性乳液加入混合搅拌机中进行混合，并通过双螺杆挤出机共混、熔融、造粒，挤出机的温度为180-220℃，严格真空度大于0.09Mpa，螺杆转速为180-600转/分。