CN107099099A - 一种高强度导热橡胶及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高强度导热橡胶及其制备方法，基本配方和重量比组成为：改性橡胶30‑40份、导热剂8‑14份、富勒烯5‑10份、碳纳米管10‑16份、改性石墨片6‑12份、交联剂15‑22份、偶联剂3‑7份、矿物油12‑18份、防老剂1‑5份。本发明的制备方法是将密炼均匀后的物料送入开炼机中成型，最后硫化机硫化。本发明制得的高强度导热橡胶，其力学强度高、导热性能好、可回收利用，适用于家用电器、汽车内饰等领域。

Description

一种高强度导热橡胶及其制备方法
技术领域
本发明涉及橡胶领域，尤其涉及一种高强度导热橡胶及其制备方法。
背景技术
由于电子产品越来越趋于轻薄化，小型化，因此那些容易集成化和小型化而且柔韧性好的复合橡胶或者是橡胶基板被广泛应用，但是因为集成电路的高集成化和层板的多层化必然产生放热问题，因此对这些材料的发热性能就成了亟待解决的问题。
导热橡胶作为一种发热电子元器件的导热件，广泛应用于电源、计算机、LED 照明、汽车及家用电器行业。导热橡胶多为填充型，填充的材料多种，导热橡胶的导热性能与填充材料、配比及工艺都息息相关。
目前市场上的导热橡胶普遍存在力学强度和弹性差、不耐磨，虽然具有导热功能，但是导热剂添加量的大、导热效果差，一定程度上限制了导热橡胶的应用。
发明内容
本发明目的在于克服现有技术中的缺陷，提供一种力学强度高、导热性能好、可回收的高强度导热橡胶。
同时，本发明还提供了一种高强度导热橡胶的制备方法。
为达到上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：
一种高强度导热橡胶，基本配方和重量比组成为：改性橡胶 30-40份、导热剂8-14份、富勒烯 5-10份、碳纳米管10-16份、改性石墨片6-12份、交联剂15-22份、偶联剂 3-7份、矿物油12-18份、防老剂1-5份。
优选的，所述改性橡胶为氯磺化聚乙烯橡胶。
优选的，所述导热剂为氧化镧、氧化铈中的至少一种。
优选的，所述富勒烯为C60、C70中的至少一种。
优选的，所述碳纳米管为单壁碳纳米管。
优选的，所述改性石墨片为偶联剂改性石墨片。
优选的，所述交联剂为超支化聚酰胺酯稀土配合物、超支化聚酯稀土配合物中的至少一种。
优选的，所述偶联剂为稀土偶联剂。
优选的，所述矿物油为高沸点的环烷烃油、石蜡油中的至少一种。
上述的高强度导热橡胶，其制备的工艺步骤如下：
（1）按重量配比称取好配方中的原料加入密炼机中合成橡胶，密炼时间为20~30min；
（2）通过开炼机将合成橡胶成型；
（3）将步骤（2）中成型好的橡胶放入硫化机中的模具内，加压范围是100-150kgf/㎝2，升温到235-255℃，时间为3-10分钟，进行硫化。
本发明的有益效果：
与现有技术相比，本发明制备的高强度导热橡胶，加入了氧化镧作为导热剂，导热效果好。加入了超支化聚酰胺酯稀土配合物作为交联剂，能够与橡胶发生配位交联，交联后的橡胶可以回收利用。且超支化聚酰胺酯稀土配合物结构末端的羟基能够与橡胶结构中的不饱和双键发生反应，使材料形成网状交联结构，从而提高了材料的力学强度。加入了粉末状的富勒烯、线状的碳纳米管以及片状的改性石墨片，形成了立体状的增强和导热体系，从而提高了材料的导热性和力学强度。本发明制得的高强度导热橡胶，其力学强度高、导热性能好、可回收利用，适用于家用电器、汽车内饰等领域。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
实施例1
一种高强度导热橡胶，基本配方和重量比组成为：氯磺化聚乙烯橡胶 30份、氧化镧8份、C60 5份、单壁碳纳米管10份、偶联剂改性石墨片6份、超支化聚酰胺酯稀土配合物15份、稀土偶联剂 3份、环烷烃油 12份、防老剂1份。
上述的高强度导热橡胶，其制备的工艺步骤如下：
（1）按重量配比称取好配方中的原料加入密炼机中合成橡胶，密炼时间为20min；
（2）通过开炼机将合成橡胶成型；
（3）将步骤（2）中成型好的橡胶放入硫化机中的模具内，加压范围是100-150kgf/㎝2，升温到235℃，时间为3分钟，进行硫化。
实施例2
一种高强度导热橡胶，基本配方和重量比组成为：氯磺化聚乙烯橡胶 40份、氧化铈14份、C70 10份、单壁碳纳米管 16份、偶联剂改性石墨片 12份、超支化聚酯稀土配合物 22份、稀土偶联剂 7份、石蜡油 18份、防老剂 5份。
上述的高强度导热橡胶，其制备的工艺步骤如下：
（1）按重量配比称取好配方中的原料加入密炼机中合成橡胶，密炼时间为30min；
（2）通过开炼机将合成橡胶成型；
（3）将步骤（2）中成型好的橡胶放入硫化机中的模具内，加压范围是100-150kgf/㎝2，升温到255℃，时间为10分钟，进行硫化。
实施例3
一种高强度导热橡胶，基本配方和重量比组成为：氯磺化聚乙烯橡胶 35份、氧化镧12份、C70 8份、单壁碳纳米管13份、偶联剂改性石墨片8份、超支化聚酰胺酯稀土配合物18份、稀土偶联剂 5份、石蜡油15份、防老剂3份。
上述的高强度导热橡胶，其制备的工艺步骤如下：
（1）按重量配比称取好配方中的原料加入密炼机中合成橡胶，密炼时间为25min；
（2）通过开炼机将合成橡胶成型；
（3）将步骤（2）中成型好的橡胶放入硫化机中的模具内，加压范围是100-150kgf/㎝2，升温到240℃，时间为6分钟，进行硫化。
实施例4
一种高强度导热橡胶，基本配方和重量比组成为：氯磺化聚乙烯橡胶 32份、氧化铈10份、C60 6份、单壁碳纳米管11份、偶联剂改性石墨片7份、超支化聚酯稀土配合物17份、稀土偶联剂 4份、石蜡油13份、防老剂2份。
上述的高强度导热橡胶，其制备的工艺步骤如下：
（1）按重量配比称取好配方中的原料加入密炼机中合成橡胶，密炼时间为20min；
（2）通过开炼机将合成橡胶成型；
（3）将步骤（2）中成型好的橡胶放入硫化机中的模具内，加压范围是100-150kgf/㎝2，升温到250℃，时间为10分钟，进行硫化。
实施例5
一种高强度导热橡胶，基本配方和重量比组成为：氯磺化聚乙烯橡胶 38份、氧化铈13份、C70 9份、单壁碳纳米管15份、偶联剂改性石墨片11份、超支化聚酰胺酯稀土配合物 20份、稀土偶联剂 6份、环烷烃油 17份、防老剂4份。
上述的高强度导热橡胶，其制备的工艺步骤如下：
（1）按重量配比称取好配方中的原料加入密炼机中合成橡胶，密炼时间为20min；
（2）通过开炼机将合成橡胶成型；
（3）将步骤（2）中成型好的橡胶放入硫化机中的模具内，加压范围是100-150kgf/㎝2，升温到240℃，时间为5分钟，进行硫化。
对比例1
与实施例1不同的是，加工过程不加氧化镧，其它条件不变。
对比例2
与实施例1不同的是，加工过程不加C60，其它条件不变。
对比例3
与实施例1不同的是，加工过程不加单壁碳纳米管，其它条件不变。
对比例4
与实施例1不同的是，加工过程不加偶联剂改性石墨片，其它条件不变。
对比例5
与实施例1不同的是，加工过程不加超支化聚酰胺酯稀土配合物，其它条件不变。
对比例6
与实施例1不同的是，加工过程不加稀土偶联剂，其它条件不变。
性能测试
测试结果见表1所示：
表1
从表1中可以看出，对比实施例1-5和对比例1-6，实施例1-5的拉伸强度和断裂伸长率有明显的提高，压缩永久变形降低，导热和耐磨性能提高。从以上数据说明，本发明制备的高强度导热橡胶，具有力学强度高、导热性能好、可回收利用的特点。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高强度导热橡胶，其特征在于，基本配方和重量比组成为：改性橡胶 30-40份、导热剂8-14份、富勒烯 5-10份、碳纳米管10-16份、改性石墨片6-12份、交联剂15-22份、偶联剂 3-7份、矿物油12-18份、防老剂1-5份。
2.根据权利要求1所述的高强度导热橡胶，其特征在于：所述改性橡胶为氯磺化聚乙烯橡胶。
3.根据权利要求1所述的高强度导热橡胶，其特征在于：所述导热剂为氧化镧、氧化铈中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的高强度导热橡胶，其特征在于：所述富勒烯为C60、C70中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的高强度导热橡胶，其特征在于：所述碳纳米管为单壁碳纳米管。
6.根据权利要求1所述的高强度导热橡胶，其特征在于：所述改性石墨片为偶联剂改性石墨片。
7.根据权利要求1所述的高强度导热橡胶，其特征在于：所述交联剂为超支化聚酰胺酯稀土配合物、超支化聚酯稀土配合物中的至少一种。
8.根据权利要求1所述的高强度导热橡胶，其特征在于：所述偶联剂为稀土偶联剂。
9.根据权利要求1所述的高强度导热橡胶，其特征在于：所述矿物油为高沸点的环烷烃油、石蜡油中的至少一种。
10.根据权利要求1所述的高强度导热橡胶的制备方法，其特征是制备的工艺步骤如下：
（1）按重量配比称取好配方中的原料加入密炼机中合成橡胶，密炼时间为20~30min；
（2）通过开炼机将合成橡胶成型；
（3）将步骤（2）中成型好的橡胶放入硫化机中的模具内，加压范围是100-150kgf/㎝2，升温到235-255℃，时间为3-10分钟，进行硫化。
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