CN109762225A - 高导热绝缘功能母料及其用途 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高导热绝缘功能母料，其特征是：所述高导热绝缘功能母料通过双螺杆混合、挤出、造粒步骤制备，由有机高分子塑料、抗氧剂、除酸剂、润滑剂和高导热无机纳米颗粒组成，按其重量份数计:有机高分子塑料为100份；抗氧剂占高分子塑料的0.1‑1.5份；除酸剂占高分子塑料的0.1‑1.0份；润滑剂占无机纳米颗粒的1‑40份；高导热无机纳米颗粒占高分子塑料的1‑40。所述高导热绝缘功能母料应用于锂离子电池隔膜或缓冲层的制备中。有益效果：本发明中高导热绝缘功能母料采用的无机纳米材料具有较高的导热系数，采用共混制备方法简单易于工业化生产。制备的高导热绝缘母料的导热系数在1‑25W/(m.K)，高于现在市场上使用的导热材料。
Description
技术领域
本发明属于材料领域，尤其涉及一种高导热绝缘功能母料及其用途。
背景技术
目前，功能性塑料被广泛用于电子器件、锂离子电池及新能源汽车等领域。在使用过程中，往往会有部分电能转化成热能，大量的热能积累会导致器件加速老化，而导热绝缘材料的使用可以在一定程度上增加散热速度，降低老化速率，有效的保护电子器件。相对于金属散热器件，导热塑料具有加工灵活、散热均匀及成本较低的特点，并且导热塑料大多数是绝缘。现在航空航天、精细设备等方向已经得到使用。常规的导热材料导热系数(约0.15-0.35W/(m.K))较低，也限制了其使用范围。
发明内容
本发明的目的在于克服上述技术的不足，而提供一种高导热绝缘功能母料及其用途，采用高导热的无机材料与其他材料共混，可以改善高分子塑料的机械性能、化学稳定性及热传导性能。
本发明为实现上述目的，采用以下技术方案：一种高导热绝缘功能母料，其特征是：所述高导热绝缘功能母料通过双螺杆混合、挤出、造粒步骤制备，由有机高分子塑料、抗氧剂、除酸剂、润滑剂和高导热无机纳米颗粒组成，按其重量份数计
有机高分子塑料100份；
抗氧剂占高分子塑料的0.1-1.5份；
除酸剂占高分子塑料的0.1-1.0份；
高导热无机纳米颗粒占高分子塑料的1-40；
润滑剂占高导热无机纳米颗粒的1-40份；
分散剂占高导热无机纳米颗粒的1-10份。
优选的，上述高导热绝缘功能母料，按其重量份数计
有机高分子塑料100份；
抗氧剂占高分子塑料的0.2-0.8份；
除酸剂占高分子塑料的0.2-0.8份；
高导热无机纳米颗粒占高分子塑料的5-30份；
润滑剂占高导热无机纳米颗粒的5-20份；
分散剂占高导热无机纳米颗粒的1-5份。
所述有机高分子塑料采用聚丙烯、聚乙烯、聚碳酸酯或聚酰亚胺的一种或几种；有机高分子塑料采用粉料，不包含任何添加剂。
所述抗氧剂采用抗氧剂1010、亚磷酸酯168L、烷基亚磷酸酯624或烷基亚磷酸酯625的一种或几种。
所述除酸剂采用金属硬脂酸盐、水滑石类、氧化锌或亚磷酸酯中的一种或几种。
所述润滑剂采用低分子量的PE蜡、PP蜡、石蜡、硬脂酸或硬脂酸盐中的一种或几种。
所述分散剂采用聚乙二醇类、聚丙烯酸类或聚乙烯基吡咯烷酮中的一种或几种。
所述高导热无机纳米颗粒采用氧化铍、氮化铝、氮化硼、氧化镁、氧化铝、氮化硅或六方氮化硼的一种或几种，高导热无机纳米颗粒的粒度为50-500纳米。
一种高导热绝缘功能母料的用途，所述高导热绝缘功能母料应用于锂离子电池隔膜或缓冲层的制备中，其导热系数为1—25W/m.k。
有益效果：本发明中高导热绝缘功能母料采用的无机纳米材料具有较高的导热系数，采用共混制备方法简单易于工业化生产。制备的高导热绝缘母料的导热系数在1-25W/(m.K)，高于现在市场上使用的导热材料(约0.15-0.35W/(m.K))。高导热绝缘功能母料可以应用于锂离子电池、新能源汽车、电子器件等领域。
具体实施方式
下面结合较佳实施例详细说明本发明的具体实施方式。
本实施例提供了一种高导热绝缘功能母料，所述高导热绝缘功能母料通过双螺杆混合、挤出、造粒步骤制备，由有机高分子塑料、抗氧剂、除酸剂、润滑剂和高导热无机纳米颗粒组成，按其重量份数计
有机高分子塑料100份；
抗氧剂占高分子塑料的0.1-1.5份；
除酸剂占高分子塑料的0.1-1.0份；
高导热无机纳米颗粒占高分子塑料的1-40；
润滑剂占高导热无机纳米颗粒的1-40份；
分散剂占高导热无机纳米颗粒的1-10份。
优选的，上述高导热绝缘功能母料，按其重量份数计
有机高分子塑料100份；
抗氧剂占高分子塑料的0.2-0.8份；
除酸剂占高分子塑料的0.2-0.8份；
高导热无机纳米颗粒占高分子塑料的5-30份；
润滑剂占高导热无机纳米颗粒的5-20份；
分散剂占高导热无机纳米颗粒的1-5份。
所述有机高分子塑料采用聚丙烯、聚乙烯、聚碳酸酯或聚酰亚胺的一种或几种；有机高分子塑料采用粉料，不包含任何添加剂。
所述抗氧剂采用抗氧剂1010、亚磷酸酯168L、烷基亚磷酸酯624或烷基亚磷酸酯625的一种或几种。
所述除酸剂采用金属硬脂酸盐、水滑石类、氧化锌或亚磷酸酯中的一种或几种；
所述润滑剂采用低分子量的PE蜡、PP蜡、石蜡、硬脂酸或硬脂酸盐中的一种或几种。
所述分散剂采用聚乙二醇类、聚丙烯酸类或聚乙烯基吡咯烷酮中的一种或几种。
所述高导热无机纳米颗粒采用氧化铍、氮化铝、氮化硼、氧化镁、氧化铝、氮化硅或六方氮化硼的一种或几种，高导热无机纳米颗粒的粒度为50-500纳米。
一种高导热绝缘功能母料的用途，所述高导热绝缘功能母料应用于锂离子电池隔膜或缓冲层的制备中，其导热系数为1—25W/m.k。
实施例1：
取90重量份氮化硼、8重量份的石蜡及2重量份聚乙二醇放入不锈钢搅拌桶，通过高速搅拌制备高导热无机纳米填料；取100重量份聚乙烯粉料、0.25重量份1010与168L抗氧剂、0.2重量份硬脂酸钙化合物以及20重量份高导热无机纳米填料，通过螺杆共混、挤出、造粒得到高导热绝缘功能母料。然后将母料通过进行熔融挤压成膜。
薄膜的导热系数为2.8W/(m.K)
实施例2
按照实施例1步骤，将实施例1中的氮化硼改为六方氮化硼，通过螺杆共混、挤出、造粒得到高导热绝缘功能母料。然后将母料通过进行熔融挤压成膜。
薄膜的导热系数为10.3W/(m.K)
实施例3
取100重量份聚乙烯粉料、20重量份六方氮化硼、0.25重量份1010与168L抗氧剂、0.2重量份硬脂酸钙化合物，通过螺杆共混、挤出、造粒得到高导热绝缘功能母料。然后将母料通过进行熔融挤压成膜。此实施例相对于实施例1，减少液体石蜡的使用与收集。
薄膜的导热系数为11.5W/(m.K)
实施例4
取100重量份聚丙烯粉料、20重量份六方氮化硼、0.25重量份1010与168L抗氧剂、0.2重量份硬脂酸钙化合物，通过螺杆共混、挤出、造粒得到高导热绝缘功能母料。然后将母料通过进行熔融挤压成膜。
薄膜的导热系数为10.1W/(m.K)
实施例5
高导热绝缘功能母料通过双螺杆混合、挤出、造粒步骤制备，按其重量份数计
聚丙烯、聚乙烯100份；
亚磷酸酯168L占高分子塑料的0.1份；
氧化锌占高分子塑料的0.1份；
氮化铝占高分子塑料的1份；
PP蜡占高导热无机纳米颗粒的1份；
聚乙二醇类占高导热无机纳米颗粒的1份。
实施例6
高导热绝缘功能母料通过双螺杆混合、挤出、造粒步骤制备，按其重量份数计
聚碳酸酯100份；
烷基亚磷酸酯624占高分子塑料的1.5份；
亚磷酸酯占高分子塑料的1.0份；
氧化铍占高分子塑料的40份；
PE蜡占高导热无机纳米颗粒的40份；
聚乙烯基吡咯烷酮占高导热无机纳米颗粒的10份。
实施例7
优选的高导热绝缘功能母料，按其重量份数计
有机高分子塑料100份；
抗氧剂占高分子塑料的0.2份；
除酸剂占高分子塑料的0.8份；
高导热无机纳米颗粒占高分子塑料的5份；
润滑剂占高导热无机纳米颗粒的20份；
分散剂占高导热无机纳米颗粒的1份。
上述参照实施例对该一种高导热绝缘功能母料及其用途进行的详细描述，是说明性的而不是限定性的，可按照所限定范围列举出若干个实施例，因此在不脱离本发明总体构思下的变化和修改，应属本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种高导热绝缘功能母料，其特征是：所述高导热绝缘功能母料通过双螺杆混合、挤出、造粒步骤制备，由有机高分子塑料、抗氧剂、除酸剂、润滑剂和高导热无机纳米颗粒组成，按其重量份数计
有机高分子塑料100份；
抗氧剂占高分子塑料的0.1-1.5份；
除酸剂占高分子塑料的0.1-1.0份；
高导热无机纳米颗粒占高分子塑料的1-40；
润滑剂占高导热无机纳米颗粒的1-40份；
分散剂占高导热无机纳米颗粒的1-10份。
2.根据权利要求1所述的高导热绝缘功能母料，其特征是：高导热绝缘功能母料，优选组分，按其重量份数计
有机高分子塑料100份；
抗氧剂占高分子塑料的0.2-0.8份；
除酸剂占高分子塑料的0.2-0.8份；
高导热无机纳米颗粒占高分子塑料的5-30份；
润滑剂占高导热无机纳米颗粒的5-20份；
分散剂占高导热无机纳米颗粒的1-5份。
3.根据权利要求1或2所述的高导热绝缘功能母料，其特征是：所述有机高分子塑料采用聚丙烯、聚乙烯、聚碳酸酯或聚酰亚胺的一种或几种；有机高分子塑料采用粉料，不包含任何添加剂。
4.根据权利要求1或2所述的高导热绝缘功能母料，其特征是：所述抗氧剂采用抗氧剂1010、亚磷酸酯168L、烷基亚磷酸酯624或烷基亚磷酸酯625的一种或几种。
5.根据权利要求1或2所述的高导热绝缘功能母料，其特征是：所述除酸剂采用金属硬脂酸盐、水滑石类、氧化锌或亚磷酸酯中的一种或几种。
6.根据权利要求1或2所述的高导热绝缘功能母料，其特征是：所述润滑剂采用低分子量的PE蜡、PP蜡、石蜡、硬脂酸或硬脂酸盐中的一种或几种。
7.根据权利要求1或2所述的高导热绝缘功能母料，其特征是：所述分散剂采用聚乙二醇类、聚丙烯酸类或聚乙烯基吡咯烷酮中的一种或几种。
8.根据权利要求1或2所述的高导热绝缘功能母料，其特征是：所述高导热无机纳米颗粒采用氧化铍、氮化铝、氮化硼、氧化镁、氧化铝、氮化硅或六方氮化硼的一种或几种，高导热无机纳米颗粒的粒度为50-500纳米。
9.一种根据权1高导热绝缘功能母料的用途，所述高导热绝缘功能母料应用于锂离子电池隔膜或缓冲层的制备中，其导热系数为1—25W/m.k。
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