CN107090129A - 一种中间相沥青基石墨纤维/聚丙烯复合材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种中间相沥青基石墨纤维/聚丙烯复合材料及其制备方法，原料各组分按照重量份组成如下：聚丙烯55～75份、中间相沥青基石墨纤维2～6份、氮化硼5～10份、偶联剂0.5份、马来酸酐接枝聚丙烯4份、相容剂5～7份、纳米氢氧化镁5～8份、增韧剂2～6份、其他助剂2份。本发明通过选择中间相沥青基石墨纤维来改性聚丙烯，复配相关的增韧剂、偶联剂、相容剂、阻燃剂、润滑剂，通过共混的方式制备得到中间相沥青基石墨纤维/聚丙烯复合材料，其导热、阻燃性能均非常优良、导热填料与基体树脂的相容优良、力学性能良好、并且加工过程比较简单。

Description

一种中间相沥青基石墨纤维/聚丙烯复合材料及其制备方法
技术领域
本发明属于复合材料技术领域，具体涉及一种具有优良导热、阻燃性能的中间相沥青基石墨纤维/聚丙烯复合材料及其制备方法。
背景技术
随着电子产品微型化，小型化及多功能化的发展，电子元器件的集成化程度越来越高，对其材质散热性能的要求也越来越高。但是电子元器件常用的高分子材料导热性差，已不能满足电子产品进一步发展的需要。
导热高分子复合材料具有通用高分子材料无可比拟的导热性能，且与金属及陶瓷等传统无机导热材料相比，具有成型加工性能优良、加工效率高、比强度高、电绝缘性优良、耐腐蚀性强等优点，现已成为导热高分子材料研发的热点。目前，制备导热高分子复合材料主要有两种方法：一是通过分子结构设计及聚合反应制备自身具有良好导热性的结构型导热高分子材料，如具有共轭结构的聚乙炔、聚苯胺等材料；二是通过向高分子基体中添加具有高导热性改性剂的方法制备填充型高分子复合材料。与结构型导热高分子材料相比，填充型高分子复合材料制备成本低，流程简单，加工更易控制和实现，更易产业化。其常用的填充改性剂包括高导热金属、金属氧化物、碳纤维、石墨、以及氮化硼(BN)、氮化铝(AlN)等，并在下述的专利中已经有公开描述：
中国专利申请CN102046713A公布了一种添加组份A(环氧树脂占60～98％、稀释剂占1～40％、其他添加剂占0.01～5％)5～45份、邻苯二甲酸酐3～45份、促进剂0.01～3份、铝粉5～95份制备含有铝粉的导热复合材料的方法。
中国专利申请CN103819903A公布了一种添加乙烯基封端聚硅氧烷(乙烯基质量分数0.22％)100份、纳米硅粉0～120份、氧化镁粉末150～300份、AlN粉末50份、0.9份卡尔斯特催化剂、0.12份乙炔基环乙醇制备纳米硅复合导热材料的方法。
中国专利申请CN105820402A公布了一种添加聚丙烯无纺布1～9份、碳化硅5～10份、碳纤维3～6份、促进剂1～3份、抗氧剂0.5～0.8份、增韧增容剂0.3～0.9份、聚丙烯增强纤维1～10份、碱性胶乳6～10份、膨胀石墨阻燃剂0.5～2份制备一种导热绝缘材料的方法。
中国专利申请CN106046550A公布了一种添加聚丙烯47～74份、多巴胺改性填料25～50份、马来酸酐接枝聚丙烯1～3份、所述的填料为氮化硼、氮化铝或氧化铝制备高导热率聚丙烯复合材料的方法。
中国专利申请CN105647015A公布了一种添加聚丙烯40～90份、相容剂2～10份、膨胀石墨5～50份、增韧剂0.1～20份、抗氧剂0.2～2份、成核剂0.1～0.5份、润滑剂0.1～1份制备导热聚丙烯材料的方法。
中国专利申请CN105623258A公布了一种添加高温尼龙100份、膨胀石墨5～15份、精磨石墨粉1～5份、偶联剂0.2～1份、抗氧剂0.3～0.8份、润滑剂0.5～1.5份制备导热耐高温尼龙复合材料的方法。
上述公布的专利存在各自明显的不足，影响了导热复合材料的实际应用价值，主要体现在：
(1)配方中的导热填料的填充比重大，较多的填料体系会降低材料的冲击性能，使得力学性能不能满足使用要求，如专利CN103819903A、专利CN106046550A、专利CN105647015A、专利CN105820402A。
(2)配方中选用的导热填料为金属填料，过量金属的加入使得导热性能不高，使得应用范围变小，不适用于导热电器元件，如专利CN102046713A。
(3)配方中选用的导热填料与树脂基体的分散性能不好，因此复合材料的导热系数不高，不能满足产品的散热需求，如专利CN105623258A。
(4)上述某些专利的阻燃性能不好，如专利CN103819903A、专利CN106046550A，在使用过程中存在安全隐患。
发明内容
为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种导热、阻燃性能均非常优良、导热填料与基体树脂的相容优良、力学性能良好、并且加工过程比较简单，易于推广的中间相沥青基石墨纤维/聚丙烯复合材料及其制备方法。
本发明要解决的技术问题采用以下的技术方案来实现：
一种中间相沥青基石墨纤维/聚丙烯复合材料，原料各组分按照重量份组成如下：
聚丙烯55～75份、中间相沥青基石墨纤维2～6份、氮化硼5～10份、偶联剂0.5份、白油1份、马来酸酐接枝聚丙烯4份、润滑剂0.5份、相容剂5～7份、纳米氢氧化镁5～8份、增韧剂2～6份、其他助剂2份。
进一步的，所述的聚丙烯为共聚聚丙烯，分子量为8万～10万、熔体流动速率为16.3g/10min。
进一步的，所述中间相沥青基石墨纤维是在高压N2/Ar环境中将萘系中间相沥青熔融喷丝制备而成的1.5mm宽带状纤维，其厚度小于20um、长径比80～100、其导热率为1100～1300W/m·K-1，体积密度为1.85～1.90g/cm3。
所述中间相沥青基石墨纤维的具体制备方法为：
将中间相沥青放入加热罐中，经过充分熔融后，在一定的N2/Ar气压力作用下，中间相沥青通过喷丝板条形或圆形出丝口呈带状或线状挤出，然后缠绕在圆形收丝鼓上，沥青纤维进行牵伸收丝是由电动机带动，即得到中间相沥青基带状或圆形截面沥青纤维；
在氧气气氛下，将中间相沥青基带状沥青纤维以10℃/min的升温速率升温至200～300℃进行氧化处理，氧化稳定化时间为20～40h。
这样制备的目的是得到高度晶体取向的碳纤维，石墨微晶的轴向取向程度较高，具有非常优异的导热性能。
进一步的，所述氮化硼粒径为5um、纯度＞99％、体积密度2.30g/cm3、晶型为六方形；所述白油为工业级的、粘度指数为90；所述纳米氢氧化镁的粒径小于100nm；所述马来酸酐接枝聚丙烯接枝率≥0.8％、密度0.9g/cm3。
所述氮化硼的表面改性具体方法为：
采用稀硫酸对氮化硼进行弱化处理，然后再加入硅烷偶联剂，可以大大提高接枝率。具体步骤为将氮化硼粉末先加入适量稀硫酸中，充分浸润后搅拌，然后洗涤干燥；将一定量的硅烷偶联剂KH-550溶于乙醇溶液中，搅拌水解一段时间后，加入适量的氮化硼粉末，再在70℃水浴下搅拌3h，反应完成后，经冷却、过滤洗涤干燥后获得改性氮化硼粉末。
纳米氢氧化镁的表面改性具体方法为：
称量一定量的纳米氢氧化镁，加入蒸馏水，配置成10％的料浆，搅拌混合均匀，加热至90℃，加入一定量的油酸钠以及硬脂酸(质量比例为1:1))以400r/min的速度快速搅拌3h，自然冷却至室温，真空抽滤，滤饼用蒸馏水洗涤3次，放入烘箱中110℃下干燥，冷却至室温备用。
进一步的，所述偶联剂为偶联剂KH-550(3-氨丙基三乙氧基硅烷)，其为油状液体，相对密度为1.025g/cm3。
进一步的，所述增韧剂为聚烯烃弹性体(POE)，比重为0.870g/cm3、在190℃下并且在2.16kg的负荷下熔体流动速率为0.5g/10min。
进一步的，所述相容剂为甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物(MBS)。
进一步的，所述的润滑剂为N，N'-乙撑双硬脂酰胺(EBS)。
进一步的，所述的抗氧剂为四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯。
一种中间相沥青基石墨纤维/聚丙烯复合材料的制备方法，具体包括如下步骤：
(1)将聚丙烯、氮化硼、马来酸酐接枝聚丙烯、润滑剂、相容剂、纳米氢氧化镁、增韧剂在混料筒中共混，共混时间为3～5min，使之在混料筒中充分混合，然后再加入偶联剂、白油、抗氧剂在80～120r/min转速下共混3～5min，得到预混物料；
(2)把步骤(1)的混合料通过主喂料口加入到双螺杆挤出机中，同时，通过侧喂料方式计量加入中间相沥青基石墨纤维，经熔融挤出、冷却、干燥、切粒，得到中间相沥青基石墨纤维改性的导热复合材料粒料；
(3)将步骤(2)得到的中间相沥青基石墨纤维改性的导热复合材料粒料加到注塑机中，温度为190～210℃，经升温熔融、挤出、注塑、成型。
所述步骤(2)中的侧位进料：就是先将其他物料从主进料口加入，加热熔融之后在螺杆的中间有一个侧位进料口，然后将中间相沥青基石墨纤维再行加入，目的是为了最大限度的保留纤维的完整性，提高导热效果。
本发明的有益效果为：
本发明通过选择中间相沥青基石墨纤维来改性聚丙烯，选择聚烯烃弹性体(POE)为增韧剂、苯胺甲基三乙氧基硅烷为偶联剂、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物为相容剂、纳米氢氧化镁为阻燃剂、N，N'-乙撑双硬脂酰胺(EBS)为润滑剂，通过共混的方式制备得到中间相沥青基石墨纤维/聚丙烯复合材料，其导热、阻燃性能均非常优良、导热填料与基体树脂的相容优良、力学性能良好、并且加工过程比较简单。
本发明中的导热原理为：
本申请的导热机理是填充型导热高分子材料
随着氮化硼含量的增加，颗粒间的距离逐渐减小，颗粒间可以相互接触形成紧密堆砌的结构，在部分区域，氮化硼可以相互搭接形成导热网链，使导热系数增加。但是只有在氮化硼的添加量比较大的时候才能形成这种导热网链，在添加量比较少的时候就是一个个的孤岛，由于中间相沥青基石墨纤维的搭桥作用，可以将氮化硼体系连接起来，在降低氮化硼添加量的同时，从而大大增加聚合物复合材料的导热性能。将不同相界面之间的氮化硼可以互相联系在一起，相当于形成了一个共用的大界面；氮化硼的添加量降低还有一个优点，就是提高聚合物的力学性能，主要是随着氮化硼含量的增加，聚合物材料中的应力集中点增加，且因填料含量增加，氮化硼粒子之间开始互相接触，有限的树脂基体不能完全包覆所有颗粒，界面黏结状况变差，出现黏结缺陷，树脂基体之间大分子间的相互作用力也被削弱，在宏观上，表现出聚合物材料的拉伸强度和冲击强度下降，而中间相沥青基石墨纤维的加入可以降低氮化硼的添加量，从而可以大大提高聚合物材料的拉伸强度和冲击强度。
本申请对加入的氮化硼以及氢氧化镁填料都进行了改性，使其与聚合物基的相界面性能大大提高，同时，导热性能以及力学性能的优势体现的尤为突出。
而且采用了侧位进料的方式，最大程度的保留了中间相沥青基石墨纤维的完整性，使其能够更好的发挥作用。
偶联剂，本申请选用的偶联剂为硅烷偶联剂，增强与基体的界面作用，有利于改善其在基体中的分散。减小界面热阻从而提高复合材料的导热性能。这是因为硅烷偶联剂的分子有一种类似于桥键的作用，偶联剂分子一端的活性基团可以与BN表面的活性基团发生键合作用，而另一端的活性基团可以与聚合物基发生化学反应和机械缠绕，从而通过偶联剂把两种性质差异较大的材料紧密结合起来，而在酸和乙醇的作用下，可以使其更好的发挥作用。
相容剂：本申请选用的相容剂为MBS，这是一种嵌段类型的非反应型相容剂，其作用是作为一种界面活性剂，降低聚丙烯与氮化硼之间的界面张力，增强界面结合力，同时也提高了材料的柔性。
增韧剂：本申请选用的增韧剂为聚烯烃弹性体(POE)，其作为增韧剂的机理是加入之后，可以很好的扩大材料在受到冲击是的耗散能量的区域，且能够阻止空隙和银纹的长大，抑制裂纹的早期生长。从而可以大大提高材料的抗冲击性能，提高冲击强度。
附图说明
图1为本发明中的中间相沥青基石墨纤维/聚丙烯复合材料的SEM图片。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步详细说明。
在具体实施例和对比例配方中，聚丙烯生产厂家为中国石油化工集团公司，牌号为548RQ，为共聚聚丙烯，分子量为8万～10万、熔体流动速率为16.3g/10min；中间相沥青基生产厂家是日本三菱化学公司，为1.5mm宽带状纤维、其厚度小于20um、长径比80～100、其导热率为1100～1300W/m·K-1，体积密度为1.85～1.90g/cm3；氮化硼生产厂家是辽宁硼达科技有限公司，粒径为5～10um、纯度＞99％、体积密度2.30g/cm3、晶型为六方形；3-氨丙基三乙氧基硅烷生产厂家是南京帝蒙特化学有限公司，牌号为南大ND-42，其为油状液体，相对密度为1.025g/cm3；甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物采用的是韩国LG化学的产品，型号为LGMB-500；纳米氢氧化镁为海景丰超化工厂产品；马来酸酐接枝聚丙烯生产厂家是道恩集团有限公司接枝率≧0.8％、密度0.9g/cm3；增韧剂生产厂家是美国陶氏公司，牌号为陶氏8200，为聚烯烃弹性体，比重为0.870g/cm3、熔体流动速率为(190℃，2.16Kg)0.5g/10min；白油生产厂家为辛集市隆油石油筑基厂、粘度指数为90。油酸钠，硬脂酸，润滑剂N，N'-乙撑双硬脂酰胺，抗氧剂丙酸季戊四醇酯均为瑞士Ciba公司产品。
中间相沥青基石墨纤维/聚丙烯复合材料的实施例1～6和3个对比例的配方的组分含量如表一。
表一：实施例1～6和3个对比例的配方的组分含量表
实施例1：
聚丙烯75份、氮化硼5份、偶联剂0.5份、中间相沥青基石墨纤维2份、马来酸酐接枝聚丙烯4份、相容剂(MBS)5份、纳米氢氧化镁5份、增韧剂(POE)2份、白油0.4份、油酸钠0.3份、硬脂酸0.3份、润滑剂(EBS)0.5份、抗氧剂0.5份。
实施例2：
聚丙烯69.5份、氮化硼6份、偶联剂0.5份、中间相沥青基石墨纤维3份、马来酸酐接枝聚丙烯4份、相容剂(MBS)6份、纳米氢氧化镁6份、增韧剂(POE)3份、白油0.4份、油酸钠0.3份、硬脂酸0.3份、润滑剂(EBS)0.5份、抗氧剂0.5份。
实施例3：
聚丙烯66.5份、氮化硼7份、偶联剂0.5份、中间相沥青基石墨纤维4份、马来酸酐接枝聚丙烯4份、相容剂(MBS)6份、纳米氢氧化镁7份、增韧剂(POE)4份、白油0.4份、油酸钠0.3份、硬脂酸0.3份、润滑剂(EBS)0.5份、抗氧剂0.5份。
实施例4：
聚丙烯62.5份、氮化硼8份、偶联剂0.5份、中间相沥青基石墨纤维5份、马来酸酐接枝聚丙烯4份、相容剂(MBS)6份、纳米氢氧化镁8份、增韧剂(POE)4份、白油0.4份、油酸钠0.3份、硬脂酸0.3份、润滑剂(EBS)0.5份、抗氧剂0.5份。
实施例5：
聚丙烯55份、氮化硼9份、偶联剂0.5份、中间相沥青基石墨纤维6份、马来酸酐接枝聚丙烯4份、相容剂(MBS)7份、纳米氢氧化镁8份、增韧剂(POE)5份、白油0.4份、油酸钠0.3份、硬脂酸0.3份、润滑剂(EBS)0.5份、抗氧剂0.5份。
实施例6：
聚丙烯62.5份、氮化硼10份、偶联剂0.5份、中间相沥青基石墨纤维6份、马来酸酐接枝聚丙烯4份、相容剂(MBS)5份、纳米氢氧化镁6份、增韧剂(POE)4份、白油0.4份、油酸钠0.3份、硬脂酸0.3份、润滑剂(EBS)0.5份、抗氧剂0.5份。
中间相沥青基石墨纤维的具体制备方法为：
将1000g中间相沥青放入加热罐中，经过充分熔融后，在N2/Ar气压力作用下，中间相沥青通过喷丝板条形或圆形出丝口呈带状或线状挤出，然后缠绕在圆形收丝鼓上，沥青纤维进行牵伸收丝是由电动机带动，即得到中间相沥青基带状或圆形截面沥青纤维；
在氧气气氛下，将中间相沥青基带状沥青纤维以10℃/min的升温速率升温至200～300℃进行氧化处理，氧化稳定化时间为20～40h。
氮化硼的表面改性具体方法为：
采用稀硫酸对BN进行弱化处理，然后再加入硅烷偶联剂，可以大大提高接枝率。具体步骤为将10g氮化硼粉末先加入30ml稀硫酸中，充分浸润后搅拌，然后洗涤干燥；将0.2g的硅烷偶联剂KH-550溶于30ml95％的乙醇溶液中，搅拌水解一段时间后，加入10g的氮化硼粉末，再在70℃水浴下搅拌3h，反应完成后，经冷却、过滤洗涤干燥后获得改性氮化硼粉末。
纳米氢氧化镁的表面改性具体方法为：
称量10g纳米氢氧化镁，加入90ml蒸馏水，配置成10％的料浆，搅拌混合均匀，加热至90℃，加入2.5g油酸钠、2.5g硬脂酸，以400r/min的速度快速搅拌3h，自然冷却至室温，真空抽滤，滤饼用蒸馏水洗涤3次，放入烘箱中110℃下干燥，冷却至室温备用。
纳米氢氧化镁的改性机理：表面活性剂的两侧都有大量的活性基团，一侧与氢氧化镁结合，另一侧与聚合物基结合，将氢氧化镁的粒子和聚丙烯的粒子紧密连接在一起，使得氢氧化镁与聚丙烯的结合更加紧密，分散更加均匀，减少了因团聚而引起的应力集中，使得力学性能提高。
其实施例1～6的具体制备方法如下面步骤，其中各组分的选择剂用量根据上文所述的酌情添加：
(1)将聚丙烯、氮化硼、马来酸酐接枝聚丙烯、润滑剂(EBS)、相容剂(MBS)、纳米氢氧化镁、增韧剂(POE)在混料筒中共混，共混时间为3～5min，使之在混料筒中充分混合，然后再加入偶联剂、白油、抗氧剂在80～120r/min转速下共混3～5min，得到预混物料；
(2)把步骤(1)的混合料通过主喂料口加入到双螺杆挤出机中，同时，通过侧喂料方式计量加入中间相沥青基石墨纤维，经熔融挤出、冷却、干燥、切粒，得到中间相沥青基石墨纤维改性的导热复合材料粒料；
(3)将步骤(2)得到的中间相沥青基石墨纤维改性的导热复合材料粒料加到注塑机中，温度为190～210℃，经升温熔融、挤出、注塑、成型。
对比例1
聚丙烯44.5份、相容剂(MBS)10份、氮化硼28份、增韧剂(POE)10份、偶联剂0.5份、马来酸酐接枝聚丙烯5份、抗氧剂1份、成核剂0.5份、润滑剂0.5份。
对比例2
聚丙烯57.5份、氮化硼24份、碳纤维3份、偶联剂0.5份、马来酸酐接枝聚丙烯(PP)4份、增韧剂(POE)2份、相容剂(MBS)2份、纳米氢氧化镁5份、促进剂1份、抗氧剂0.5份、增韧增容剂0.5份。
对比例3
聚丙烯36.5份、氮化硼19份、氮化铝11份、氧化铝10份、偶联剂0.5份、马来酸酐接枝聚丙烯(PP)5份、增韧剂(POE)9份、相容剂(MBS)9份。
对比例1的实施方式如下所述，其中各组分的选择剂用量根据上文所述的酌情添加：
(1)将所述聚丙烯与氮化硼、增韧剂(POE)、相容剂(MBS)、马来酸酐接枝聚丙烯(PP)、偶联剂、抗氧剂、成核剂、润滑剂按重量配比在高速搅拌机中混合均匀，形成混合物。
(2)将步骤1中的混合物送入双螺杆挤出机熔融挤出，经水冷、风干、切粒，得到耐高温、耐老化、耐冲击、低后收缩、导热聚丙烯材料。
对比例2的实施方式如下所述，其中各组分的选择剂用量根据上文所述的酌情添加：
(1)将导热填料搅拌混合，进行表面改性，加料顺序为聚丙烯、氮化硼、偶联剂、碳纤维、增韧剂(POE)、相容剂(MBS)、氢氧化镁、润滑剂、抗氧剂，搅拌转速为20r/min，搅拌温度为110℃；
(2)将步骤1混合好的材料在挤出机上混合挤出，温度为210～255℃；
(3)将步骤2中的材料经挤出、切粒，干燥即可得导热尼龙复合材料。
对比例3的实施方式如下所述，其中各组分的选择剂用量根据上文所述的酌情添加：
(1)将所有原料在真空干燥箱中烘干，干燥时间8～15小时，干燥温度为80～100℃。
(2)将氧化铝分散于去离子水中，超声30～60min，加入多巴胺盐酸(氮化硼、氮化铝、氧化铝)，搅拌，烘干。
(3)将聚丙烯、马来酸酐接枝聚丙烯、增韧剂(POE)、相容剂(MBS)、偶联剂按步骤(2)所述方法制备的改性氧化铝，调整挤出机温度和转速后挤出样品，得到聚丙烯/马来酸酐接枝聚丙烯/氧化铝复合材料。
本发明的中间相沥青基石墨纤维/聚丙烯复合材料的实施例1～6及对比例1～3的性能实验如下：
性能评价方式及实行标准：
将上述制备的导热复合材料进行以下的测试：按照ASTM-D5470-06标准测试复合材料的导热率；按照ASTM D1238标准国家标准测试复合材料的熔体指数；按照ASTM D638标准测试复合材料的拉伸性能；按ASTM D256标准测试复合材料的冲击性能；按照UL94测试标准试样的阻燃性能。测试结果如表2所示。
表二、测试结果对比表
由表2可知，本发明开发的中间相沥青基石墨纤维/聚丙烯复合材料与未使用中间相沥青基石墨纤维的对比例1的方案、对比例2、对比例3的方案所生产的产品相比，各方面的性能均有比较突出的优势，尤其是热导率的提高比较明显，显著提高了复合材料的导热率，同时具备优良的阻燃性能以及力学性能。
由于加入了中间相沥青基石墨纤维，与对比例1和对比例3相比，氮化硼的添加份数减少，使得成本得以降低。
上面所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神前提下，本领域普通工程技术人员对本发明技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种中间相沥青基石墨纤维/聚丙烯复合材料，其特征在于，原料各组分按照重量份组成如下：
聚丙烯55～75份、中间相沥青基石墨纤维2～6份、氮化硼5～10份、偶联剂0.5份、马来酸酐接枝聚丙烯4份、相容剂5～7份、纳米氢氧化镁5～8份、增韧剂2～6份、其他助剂2份。
2.根据权利要求1所述一种中间相沥青基石墨纤维/聚丙烯复合材料，其特征在于，所述的聚丙烯为共聚聚丙烯，分子量为8万～10万、熔体流动速率为16.3g/10min。
3.根据权利要求1所述一种中间相沥青基石墨纤维/聚丙烯复合材料，其特征在于，所述中间相沥青基石墨纤维是在高压N2/Ar环境中将萘系中间相沥青熔融喷丝制备而成的1.5mm宽带状纤维，其厚度小于20um、长径比80～100、其导热率为1100～1300W/m·K-1，体积密度为1.85～1.90g/cm3。
4.根据权利要求1所述一种中间相沥青基石墨纤维/聚丙烯复合材料，其特征在于，所述中间相沥青基石墨纤维的具体制备方法为：
将中间相沥青放入加热罐中，经过充分熔融后，在一定的N2/Ar气压力作用下，中间相沥青通过喷丝板条形或圆形出丝口呈带状或线状挤出，由电动机带动沥青纤维进行牵伸收丝，缠绕在圆形收丝鼓上，即得到中间相沥青基带状或圆形截面沥青纤维；
在氧气气氛下，将中间相沥青基带状沥青纤维以10℃/min的升温速率升温至200～300℃进行氧化处理，氧化稳定化时间为20～40h。
5.根据权利要求1所述一种中间相沥青基石墨纤维/聚丙烯复合材料，其特征在于，所述氮化硼粒径为5um、纯度＞99％、体积密度2.30g/cm3、晶型为六方形；所述白油为工业级的、粘度指数为90；所述纳米氢氧化镁的粒径小于100nm；所述马来酸酐接枝聚丙烯接枝率≥0.8％、密度0.9g/cm3。
6.根据权利要求1所述一种中间相沥青基石墨纤维/聚丙烯复合材料，其特征在于，所述氮化硼采用改性氮化硼粉末，改性氮化硼粉末的表面改性具体步骤为：
将一定量的硅烷偶联剂KH-550溶于乙醇溶液中，搅拌水解一段时间后，加入适量的氮化硼粉末，再在70℃水浴下搅拌3h，反应完成后，经冷却、过滤洗涤干燥后获得改性氮化硼粉末。
7.根据权利要求1所述一种中间相沥青基石墨纤维/聚丙烯复合材料，其特征在于，所述纳米氢氧化镁采用改性纳米氢氧化镁，改性纳米氢氧化镁的表面改性具体步骤为：
称量一定量的纳米氢氧化镁，加入蒸馏水，配置成10％的料浆，搅拌混合均匀，加热至90℃，加入质量比为1:1的油酸钠以及硬脂酸，以400r/min的速度快速搅拌3h，自然冷却至室温，真空抽滤，滤饼用蒸馏水洗涤3次，放入烘箱中110℃下干燥，冷却至室温备用。
8.根据权利要求1所述一种中间相沥青基石墨纤维/聚丙烯复合材料，其特征在于，所述偶联剂为3-氨丙基三乙氧基硅烷，其为油状液体，相对密度为1.025g/cm3；所述增韧剂为聚烯烃弹性体，比重为0.870g/cm3、在190℃下并且在2.16kg的负荷下熔体流动速率为0.5g/10min。
9.根据权利要求1所述一种中间相沥青基石墨纤维/聚丙烯复合材料，其特征在于，所述相容剂为甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物；所述的润滑剂为N，N'-乙撑双硬脂酰胺；其他助剂为白油、润滑剂、抗氧剂、油酸钠、硬脂酸一种或者几种。
10.一种中间相沥青基石墨纤维/聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于，具体包括如下步骤：
(1)将聚丙烯、氮化硼、马来酸酐接枝聚丙烯、润滑剂、相容剂、纳米氢氧化镁、增韧剂在混料筒中共混，共混时间为3～5min，使之在混料筒中充分混合，然后再加入偶联剂、白油、抗氧剂在80～120r/min转速下共混3～5min，得到预混物料；
(2)把步骤(1)的混合料通过主喂料口加入到双螺杆挤出机中，同时，通过侧喂料方式计量加入中间相沥青基石墨纤维，经熔融挤出、冷却、干燥、切粒，得到中间相沥青基石墨纤维改性的导热复合材料粒料；
(3)将步骤(2)得到的中间相沥青基石墨纤维改性的导热复合材料粒料加到注塑机中，温度为190～210℃，经升温熔融、挤出、注塑、成型。
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