CN108250629A - 一种用于电暖器壳体的绝缘散热材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于电暖器壳体的绝缘散热材料及其制备方法,涉及绝缘材料技术领域,包括以下份计的原料:聚氯乙烯44~46份、ABS树脂24~26份、聚对苯二甲酸乙二醇酯24~26份、聚酰亚胺19~21份、电气石‑石墨烯复合粉料15~20份、碳纤维10~15份、松香4~6份、锂基膨润土4~6份、乙基苯基二硫代氨基甲酸锌3~5份、卤系阻燃剂3~5份、防老剂2~4份、抗静电剂1~3份、稳定剂1~3份和适量去离子。本发明具有良好的散热和绝缘性能,不易变形,稳定性高。
Description
技术领域
本发明涉及壳体材料技术领域,具体涉及一种用于电暖器壳体的绝缘散热材料及其制备方法。
背景技术
家用电器主要指在家庭及类似场所中使用的各种电气和电子器具。又称民用电器、日用 电器。常用的家用电器主要有电视、空调以及冰箱等等。家用电器的壳体大多为合成塑料制备而成。目前用于电暖器的壳体材料,其散热性能不佳,且长期使用后绝缘性能下降,易发生安全事故。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于电暖器壳体的绝缘散热材料及其制备方法,具有良好的散热和绝缘性能,不易变形,稳定性高。
本发明提供了如下的技术方案:一种用于电暖器壳体的绝缘散热材料,包括以下份计的原料:
聚氯乙烯44~46份、ABS树脂24~26份、聚对苯二甲酸乙二醇酯24~26份、聚酰亚胺19~21份、电气石-石墨烯复合粉料15~20份、碳纤维10~15份、松香4~6份、锂基膨润土4~6份、乙基苯基二硫代氨基甲酸锌3~5份、卤系阻燃剂3~5份、防老剂2~4份、抗静电剂1~3份、稳定剂1~3份和适量去离子水;
所述电气石-石墨烯复合粉料包括:硅溶胶、石墨烯、电气石、纳米二氧化钛、偶联剂、海藻酸钠、聚乙烯吡咯烷酮和纳米铝粉。
其中,所述电气石-石墨烯复合粉料包括以下份计的原料:硅溶胶14~16份、石墨烯3~6份、电气石3~6份、纳米二氧化钛2~4份、偶联剂0.6~1.2份、海藻酸钠0.5~0.8份、聚乙烯吡咯烷酮0.3~0.5份和纳米铝粉0.1~0.6份。
其中,所述电气石-石墨烯复合粉料的制备方法为:
按照配比称取石墨烯、电气石和偶联剂,加入硅溶胶中,在45~75℃水浴条件下搅拌反应40~60min后加入纳米二氧化钛,升温至75~95℃,继续搅拌3~4h,离心处理保留固体,干燥得到粉料A;
将海藻酸钠加入至10~12倍重量份的水中,搅拌溶解,然后加入聚乙烯吡咯烷酮、铝粉和粉料A,干燥粉碎得到粉料B,将粉料B在260~280℃条件下处理30~50min,取出冷却,过500~800目筛,得到所述电气石-石墨烯复合粉料。
其中,所述卤系阻燃剂为聚溴化苯乙烯、溴化聚苯乙烯和十溴二苯乙烷中的一种或多种。
其中,所述防老剂为2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合体,所述稳定剂为硬脂酸钡。
其中,所述纳米铝粉的粒径为10~20nm,纳米二氧化钛的粒径为25~30nm。
其中,所述抗静电剂为乙氧基化C12叔烷基胺。
其中,所述碳纤维为沥青基碳纤维、PAN基碳纤维和粘胶基碳纤维中的任一种。
本发明提供一种用于电暖器壳体的绝缘散热材料的制备方法,包括如下步骤:
(1)、按照重量份取各原料备用;
(2)、将聚氯乙烯、ABS树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚酰亚胺、锂基膨润土、乙基苯基二硫代氨基甲酸锌和水混合均匀,加入密炼机,在温度为95~100℃下混炼10~15min,得到混合物C;
(3)、将混合物C、电气石-石墨烯复合粉料、碳纤维、松香、卤系阻燃剂、防老剂、抗静电剂、稳定剂依次添加到反应罐中,搅拌均匀,然后将反应罐的温度按照10℃/min的速度升高至120℃,保温反应5min,随后冷却至室温,最后进入双螺杆挤出机挤压成熔融状态,待物料完全熔融后挤出到注塑机中,在260~280℃下注塑成型,即得所述用于电暖器壳体的绝缘散热材料。
本发明的有益效果:具有良好的散热和绝缘性能,不易变形,稳定性高,具体如下:
(1)、本发明采用聚氯乙烯、ABS树脂、对苯二甲酸乙二醇酯和聚酰亚胺作为主料,以电气石-石墨烯复合粉料、碳纤维、松香、锂基膨润土、乙基苯基二硫代氨基甲酸锌、卤系阻燃剂、防老剂、抗静电剂和稳定剂为辅料,制得的壳体材料,用于制作电暖器的壳体,绝缘性和散热性能优异,不易变形;其中,ABS树脂具有良好尺寸稳定性,耐冲击性、耐热性、介电性、耐磨性、表面光泽性好,电气石-石墨烯复合粉料等配料提高了材料的机械性能、绝缘性、散热性能,电气石-石墨烯复合粉料与聚酰亚胺具有良好的相容性,降低了聚酰亚胺的介电常数,同时提高了聚酰亚胺的力学性能;聚对苯二甲酸乙二醇酯在较宽的温度范围内具有优良的物理机械性能,电绝缘性优良;
(2)、采用硅溶胶、石墨烯、电气石、纳米二氧化钛、偶联剂、海藻酸钠、聚乙烯吡咯烷酮和纳米铝粉,通过合理的配比和制备方法得到电气石-石墨烯复合粉料,在体系中分散均匀,稳定性高,与其余原料具有较好的粘结吸附性;该复合粉料具有较高的导热系数,其中,石墨烯为二维结构的导热材料,电气石为柱状结构的导热材料,纳米二氧化钛自身具有吸附性,在偶联剂的作用下,石墨烯、电气石、纳米二氧化钛三者相互搭接,形成纵向和横向扩展的立体网状结构辐射散热,稳定性较高;硅溶胶为纳米级二氧化硅在水溶液中的分散体,其成膜结构具有优异的自散热功能,水分蒸发后形成Si‐O‐Si无机分子结构,进一步将电气石-石墨烯复合粉料其它的原料粘结,使其体系稳定,在制备粉料B的过程中聚乙烯吡咯烷酮和纳米铝粉起到造孔作用,防止形成的立体网状结构封闭影响导热性能,进一步提高导热系数,电暖气产生的热量可以通过壳体材料中电气石-石墨烯复合粉料的立体网状结构,以对流或者辐射的形式迅速散热。
具体实施方式
下面结合具体实施例,进一步阐述本发明。这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
实施例1
一种用于电暖器壳体的绝缘散热材料,包括以下份计的原料:
聚氯乙烯44份、ABS树脂24份、聚对苯二甲酸乙二醇酯24份、聚酰亚胺19份、电气石-石墨烯复合粉料15份、碳纤维10份、松香4份、锂基膨润土4份、乙基苯基二硫代氨基甲酸锌3份、卤系阻燃剂3份、防老剂2份、抗静电剂1份、稳定剂1份和适量去离子水;
其中,
所述电气石-石墨烯复合粉料包括以下份计的原料:硅溶胶14份、石墨烯3~6份、电气石3份、纳米二氧化钛2份、偶联剂0.6份、海藻酸钠0.5份、聚乙烯吡咯烷酮0.3份和纳米铝粉0.1份。
所述电气石-石墨烯复合粉料的制备方法为:
按照配比称取石墨烯、电气石和偶联剂,加入硅溶胶中,在45℃水浴条件下搅拌反应40min后加入纳米二氧化钛,升温至75℃,继续搅拌3h,离心处理保留固体,干燥得到粉料A;
将海藻酸钠加入至10倍重量份的水中,搅拌溶解,然后加入聚乙烯吡咯烷酮、铝粉和粉料A,干燥粉碎得到粉料B,将粉料B在260℃条件下处理30min,取出冷却,过500目筛,得到所述电气石-石墨烯复合粉料。
其中,
所述卤系阻燃剂为聚溴化苯乙烯。
所述防老剂为2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合体,所述稳定剂为硬脂酸钡。
所述纳米铝粉的粒径为10nm,纳米二氧化钛的粒径为25nm。
所述抗静电剂为乙氧基化C12叔烷基胺。
所述碳纤维为沥青基碳纤维、PAN基碳纤维和粘胶基碳纤维中的任一种。
本实施例中提供一种用于电暖器壳体的绝缘散热材料的制备方法,包括如下步骤:
(1)、按照重量份取各原料备用;
(2)、将聚氯乙烯、ABS树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚酰亚胺、锂基膨润土、乙基苯基二硫代氨基甲酸锌和水混合均匀,加入密炼机,在温度为95℃下混炼10min,得到混合物C;
(3)、将混合物C、电气石-石墨烯复合粉料、碳纤维、松香、卤系阻燃剂、防老剂、抗静电剂、稳定剂依次添加到反应罐中,搅拌均匀,然后将反应罐的温度按照10℃/min的速度升高至120℃,保温反应5min,随后冷却至室温,最后进入双螺杆挤出机挤压成熔融状态,待物料完全熔融后挤出到注塑机中,在260℃下注塑成型,即得所述用于电暖器壳体的绝缘散热材料。
实施例2
一种用于电暖器壳体的绝缘散热材料,包括以下份计的原料:
聚氯乙烯46份、ABS树脂26份、聚对苯二甲酸乙二醇酯26份、聚酰亚胺21份、电气石-石墨烯复合粉料20份、碳纤维15份、松香6份、锂基膨润土6份、乙基苯基二硫代氨基甲酸锌5份、卤系阻燃剂5份、防老剂4份、抗静电剂3份、稳定剂3份和适量去离子水;
其中,
所述电气石-石墨烯复合粉料包括以下份计的原料:硅溶胶16份、石墨烯3~6份、电气石6份、纳米二氧化钛4份、偶联剂1.2份、海藻酸钠0.8份、聚乙烯吡咯烷酮0.5份和纳米铝粉0.6份。
所述电气石-石墨烯复合粉料的制备方法为:
按照配比称取石墨烯、电气石和偶联剂,加入硅溶胶中,在75℃水浴条件下搅拌反应60min后加入纳米二氧化钛,升温至95℃,继续搅拌4h,离心处理保留固体,干燥得到粉料A;
将海藻酸钠加入至12倍重量份的水中,搅拌溶解,然后加入聚乙烯吡咯烷酮、铝粉和粉料A,干燥粉碎得到粉料B,将粉料B在280℃条件下处理50min,取出冷却,过800目筛,得到所述电气石-石墨烯复合粉料。
其中,
所述卤系阻燃剂为聚溴化苯乙烯、溴化聚苯乙烯和十溴二苯乙烷中的一种或多种。
所述防老剂为2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合体,所述稳定剂为硬脂酸钡。
所述纳米铝粉的粒径为20nm,纳米二氧化钛的粒径为30nm。
所述抗静电剂为乙氧基化C12叔烷基胺。
所述碳纤维为PAN基碳纤维。
本实施例中提供一种用于电暖器壳体的绝缘散热材料的制备方法,包括如下步骤:
(1)、按照重量份取各原料备用;
(2)、将聚氯乙烯、ABS树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚酰亚胺、锂基膨润土、乙基苯基二硫代氨基甲酸锌和水混合均匀,加入密炼机,在温度为100℃下混炼15min,得到混合物C;
(3)、将混合物C、电气石-石墨烯复合粉料、碳纤维、松香、卤系阻燃剂、防老剂、抗静电剂、稳定剂依次添加到反应罐中,搅拌均匀,然后将反应罐的温度按照10℃/min的速度升高至120℃,保温反应5min,随后冷却至室温,最后进入双螺杆挤出机挤压成熔融状态,待物料完全熔融后挤出到注塑机中,在280℃下注塑成型,即得所述用于电暖器壳体的绝缘散热材料。
实施例3
一种用于电暖器壳体的绝缘散热材料,包括以下份计的原料:
聚氯乙烯45份、ABS树脂25份、聚对苯二甲酸乙二醇酯25份、聚酰亚胺20份、电气石-石墨烯复合粉料17份、碳纤维12份、松香5份、锂基膨润土5份、乙基苯基二硫代氨基甲酸锌4份、卤系阻燃剂4份、防老剂3份、抗静电剂2份、稳定剂2份和适量去离子水。
其中,
所述电气石-石墨烯复合粉料包括以下份计的原料:硅溶胶15份、石墨烯4.5份、电气石4.5份、纳米二氧化钛3份、偶联剂1份、海藻酸钠0.6份、聚乙烯吡咯烷酮0.4份和纳米铝粉0.2份。
所述电气石-石墨烯复合粉料的制备方法为:
按照配比称取石墨烯、电气石和偶联剂,加入硅溶胶中,在55℃水浴条件下搅拌反应50min后加入纳米二氧化钛,升温至85℃,继续搅拌3.5h,离心处理保留固体,干燥得到粉料A;
将海藻酸钠加入至11倍重量份的水中,搅拌溶解,然后加入聚乙烯吡咯烷酮、铝粉和粉料A,干燥粉碎得到粉料B,将粉料B在270℃条件下处理40min,取出冷却,过600目筛,得到所述电气石-石墨烯复合粉料。
其中,
所述卤系阻燃剂为溴化聚苯乙烯。
所述防老剂为2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合体,所述稳定剂为硬脂酸钡。
所述纳米铝粉的粒径为15nm,纳米二氧化钛的粒径为27nm。
所述抗静电剂为乙氧基化C12叔烷基胺。
所述碳纤维为粘胶基碳纤维。
本实施例中提供一种用于电暖器壳体的绝缘散热材料的制备方法,包括如下步骤:
(1)、按照重量份取各原料备用;
(2)、将聚氯乙烯、ABS树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚酰亚胺、锂基膨润土、乙基苯基二硫代氨基甲酸锌和水混合均匀,加入密炼机,在温度98℃下混炼12min,得到混合物C;
(3)、将混合物C、电气石-石墨烯复合粉料、碳纤维、松香、卤系阻燃剂、防老剂、抗静电剂、稳定剂依次添加到反应罐中,搅拌均匀,然后将反应罐的温度按照10℃/min的速度升高至120℃,保温反应5min,随后冷却至室温,最后进入双螺杆挤出机挤压成熔融状态,待物料完全熔融后挤出到注塑机中,在270℃下注塑成型,即得所述用于电暖器壳体的绝缘散热材料。
参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种用于电暖器壳体的绝缘散热材料,其特征在于,包括以下份计的原料:
聚氯乙烯44~46份、ABS树脂24~26份、聚对苯二甲酸乙二醇酯24~26份、聚酰亚胺19~21份、电气石-石墨烯复合粉料15~20份、碳纤维10~15份、松香4~6份、锂基膨润土4~6份、乙基苯基二硫代氨基甲酸锌3~5份、卤系阻燃剂3~5份、防老剂2~4份、抗静电剂1~3份、稳定剂1~3份和适量去离子水;
所述电气石-石墨烯复合粉料包括:硅溶胶、石墨烯、电气石、纳米二氧化钛、偶联剂、海藻酸钠、聚乙烯吡咯烷酮和纳米铝粉。
2.根据权利要求1所述的用于电暖器壳体的绝缘散热材料,其特征在于,包括以下份计的原料:
聚氯乙烯45份、ABS树脂25份、聚对苯二甲酸乙二醇酯25份、聚酰亚胺20份、电气石-石墨烯复合粉料17份、碳纤维12份、松香5份、锂基膨润土5份、乙基苯基二硫代氨基甲酸锌4份、卤系阻燃剂4份、防老剂3份、抗静电剂2份、稳定剂2份和适量去离子水;
所述电气石-石墨烯复合粉料包括:硅溶胶、石墨烯、电气石、纳米二氧化钛、偶联剂、海藻酸钠、聚乙烯吡咯烷酮和纳米铝粉。
3.根据权利要求1所述的用于电暖器壳体的绝缘散热材料,其特征在于,所述电气石-石墨烯复合粉料包括以下份计的原料:硅溶胶14~16份、石墨烯3~6份、电气石3~6份、纳米二氧化钛2~4份、偶联剂0.6~1.2份、海藻酸钠0.5~0.8份、聚乙烯吡咯烷酮0.3~0.5份和纳米铝粉0.1~0.6份。
4.根据权利要求3所述的用于电暖器壳体的绝缘散热材料,其特征在于,所述电气石-石墨烯复合粉料的制备方法为:
按照配比称取石墨烯、电气石和偶联剂,加入硅溶胶中,在45~75℃水浴条件下搅拌反应40~60min后加入纳米二氧化钛,升温至75~95℃,继续搅拌3~4h,离心处理保留固体,干燥得到粉料A;
将海藻酸钠加入至10~12倍重量份的水中,搅拌溶解,然后加入聚乙烯吡咯烷酮、铝粉和粉料A,干燥粉碎得到粉料B,将粉料B在260~280℃条件下处理30~50min,取出冷却,过500~800目筛,得到所述电气石-石墨烯复合粉料。
5.根据权利要求1所述的用于电暖器壳体的绝缘散热材料,其特征在于,所述卤系阻燃剂为聚溴化苯乙烯、溴化聚苯乙烯和十溴二苯乙烷中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的用于电暖器壳体的绝缘散热材料,其特征在于,所述防老剂为2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合体,所述稳定剂为硬脂酸钡。
7.根据权利要求1所述的用于电暖器壳体的绝缘散热材料,其特征在于,所述纳米铝粉的粒径为10~20nm,纳米二氧化钛的粒径为25~30nm。
8.根据权利要求1所述的用于电暖器壳体的绝缘散热材料,其特征在于,所述抗静电剂为乙氧基化C12叔烷基胺。
9.根据权利要求1所述的用于电暖器壳体的绝缘散热材料,其特征在于,所述碳纤维为沥青基碳纤维、PAN基碳纤维和粘胶基碳纤维中的任一种。
10.一种根据权利要求1~9任一项所述的用于电暖器壳体的绝缘散热材料的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
(1)、按照重量份取各原料备用;
(2)、将聚氯乙烯、ABS树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚酰亚胺、锂基膨润土、乙基苯基二硫代氨基甲酸锌和水混合均匀,加入密炼机,在温度为95~100℃下混炼10~15min,得到混合物C;
(3)、将混合物C、电气石-石墨烯复合粉料、碳纤维、松香、卤系阻燃剂、防老剂、抗静电剂、稳定剂依次添加到反应罐中,搅拌均匀,然后将反应罐的温度按照10℃/min的速度升高至120℃,保温反应5min,随后冷却至室温,最后进入双螺杆挤出机挤压成熔融状态,待物料完全熔融后挤出到注塑机中,在260~280℃下注塑成型,即得所述用于电暖器壳体的绝缘散热材料。
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