CN111234452A - 一种绝缘导热酚醛模塑料 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种绝缘导热酚醛模塑料，所述绝缘导热酚醛模塑料由以下质量份数的原料组成：固态酚醛树脂35~45份，液态酚醛树脂4~8份，固化剂4~6份，固化促进剂0.2~2份，纳米导热粉体20~30份，无机增强纤维15~20份，有机增强纤维5~8份，三聚氰胺3~5份，偶联剂1.5~3份，硬脂酸锌0.5~2份，抗氧化剂0.5~2份，通过上述配比方式，本发明中所公开的酚醛模塑料能够在用作电器壳体等领域时有效防止局部热量积聚问题，把电器运行时产生的局部热量快速导引到外界，提高散热效率，从而降低热量积聚对电器设备的影响，显著提高电器设备的使用寿命及使用安全性。
Description
技术领域
本发明涉及高分子材料领域，特别是涉及一种绝缘导热酚醛模塑料。
背景技术
酚醛塑料是塑料工业中最早工业化生产中的品种，迄今已有近100余年的历史。由于它具有较高的机械强度、良好的绝缘性，耐热、耐腐蚀，因此常用于制造电器材料，如开关、灯头、耳机、电话机壳、仪表外壳等，因此俗称“电木”。酚醛模塑料又称为酚醛塑料、胶木粉，是以酚醛树脂为黏合剂，添加有机和无机的填料并辅以各类功能添加剂，通过热炼加工制备而成的粉粒状产品。酚醛模塑料适宜模压成型和注塑成型，主要应用方向为低压电器、高性能汽车零配件和绝缘结构件等电器相关领域。由于酚醛模塑料主要应用于电器相关领域，而电器设备在运行过程中经常会因为电阻损耗产生热量并局部积聚，这种热量积聚的长期存在常常对电器设备的使用寿命、使用安全性产生严重影响。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种酚醛模塑料，能够具有优良的导热性能，且保持良好的机械和耐热性能。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种绝缘导热酚醛模塑料，所述绝缘导热酚醛模塑料由以下质量份数的原料组成：
固态酚醛树脂 35~45份
液态酚醛树脂 4~8份
固化剂 4~6份
固化促进剂 0.2~2份
纳米导热粉体 20~30份
无机增强纤维 15~20份
有机增强纤维 5~8份
三聚氰胺 3~5份
偶联剂 1.5~3份
硬脂酸锌 0.5~2份
抗氧化剂 0.5~2份。
在本发明一个较佳实施例中，所述酚醛树脂为热塑性酚醛树脂。
在本发明一个较佳实施例中，所述固化剂为六次甲基四胺，所述固化促进剂为氢氧化镁或者氢氧化钙。
在本发明一个较佳实施例中，所述纳米导热粉体为氧化铝粉体与氮化硼、氮化铝和氮化硅中的一种或两种以上的粉体的混合物，其中氧化铝粉体的含量不低于所述纳米导热粉体总量的三分之二。
在本发明一个较佳实施例中，所述氧化铝粉体为球形氧化铝粉体。
在本发明一个较佳实施例中，所述无机增强纤维为氧化铝短切纤维。
在本发明一个较佳实施例中，所述氧化铝短切纤维预先使用硅烷偶联剂进行表面处理。
在本发明一个较佳实施例中，所述有机增强纤维为木质素纤维。
在本发明一个较佳实施例中，所述偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂或铝酸酯偶联剂中的一种。
为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种绝缘导热酚醛模塑料的生产方法，所述绝缘导热酚醛模塑料的生产方法包括以下步骤：
第一步，根据工艺要求量取相应质量份数的纳米导热粉体和偶联剂，然后将偶联剂与纳米导热粉体预先混合均匀；
第二步，称取相应质量份数的固态酚醛树脂，通过粉碎机打碎成粉，制成基料，然后将第一步中得到的预混粉体加入基料内共混至均匀，然后将液态酚醛树脂树脂加入混合体系内混合，接着缓慢添加相应质量份数的无机增强纤维和木质素纤维，待各主要原料混合均匀后，最后按照质量份数依次添加三聚氰胺、硬脂酸锌、固化剂、固化促进剂和抗氧化剂持续混合均匀；
第三步，将第二步得到的混合料放入塑炼机中塑炼，经轧片机辊轧得到片状半成品；
第四步，将片状半成品冷却、加入粉碎机中粉碎并筛选后得到得到成品。
在本发明一个较佳实施例中，所述塑炼温度为120℃~160℃,塑炼时间为3-5min。
本发明的有益效果是：本发明的技术方案是基于酚醛模塑料的常用领域遇到的热量积聚问题而开发，其主要的优点是在实际使用中具有良好的导热能力，可以把电器运行时产生的局部热量快速导引到外界，提高整体散热效率，从而降低热量积聚对电器设备的影响，明显提高电器设备的使用寿命以及使用安全性。
具体实施方式
下面对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
本发明实施例包括：
实施例1
一种绝缘导热酚醛模塑料，其特征在于，所述绝缘导热酚醛模塑料由以下质量份数的原料组成：
热塑性酚醛树脂 45份
液态酚醛树脂 8份
六次甲基四胺 6份
氢氧化镁 2份
纳米氧化铝粉体 20份
纳米氮化铝粉体 10
氧化铝短切纤维 20份
木质素纤维 8份
三聚氰胺 5份
铝酸酯偶联剂 3份
硬脂酸锌 2份
抗氧化剂 2份。
所述氧化铝粉体为球形氧化铝粉体，具有良好的导热性能的同时兼具良好的补强效果，对后续加工过程影响小，可以与纳米氮化铝粉体一起在酚醛树脂体系内部构建三维的导热体系，提高整体的导热效率。
所述氧化铝短切纤维预先使用偶联剂进行表面处理，提高氧化铝短切纤维与整个体系的相容性，而且氧化铝短切纤维可以有效降低三维导热体系中的导热粉体的导热路径，提高整体导热效率。
所述纳米氮化铝的导热系数比较高，可以有效提高导热效率，但是添加量过多体系的整体粘度会急剧上升，影响后续加工。
实施例2
一种绝缘导热酚醛模塑料，其特征在于，所述绝缘导热酚醛模塑料由以下质量份数的原料组成：
热塑性酚醛树脂 35份
液态酚醛树脂 4份
六次甲基四胺 4份
氢氧化钙 0.2份
纳米氧化铝粉体 14份
纳米氮化硼粉体 7
氧化铝短切纤维 15份
木质素纤维 5份
三聚氰胺 3份
钛酸酯偶联剂 1.5份
硬脂酸锌 0.5份
抗氧化剂 0.5份。
所述氧化铝粉体为球形氧化铝粉体，具有良好的导热性能的同时兼具良好的补强效果，对后续加工过程影响小，可以与纳米氮化硼粉体一起在酚醛树脂体系内部构建三维的导热体系，提高整体的导热效率。
所述氧化铝短切纤维预先使用偶联剂进行表面处理，提高氧化铝短切纤维与整个体系的相容性，而且氧化铝短切纤维可以有效降低三维导热体系中的导热粉体的导热路径，提高整体导热效率。
所述纳米氮化硼的导热系数比较高，可以有效提高导热效率，但是添加量过多体系的整体粘度会急剧上升，影响后续加工。
实施例3
一种绝缘导热酚醛模塑料，其特征在于，所述绝缘导热酚醛模塑料由以下质量份数的原料组成：
热塑性酚醛树脂 40份
液态酚醛树脂 6份
六次甲基四胺 1份
氢氧化镁 0.7份
纳米氧化铝粉体 18份
纳米氮化硅粉体 6
氧化铝短切纤维 18份
木质素纤维 6份
三聚氰胺 4份
硅烷偶联剂 1.5份
硬脂酸锌 1.2份
抗氧化剂 1.2份。
所述氧化铝粉体为球形氧化铝粉体，具有良好的导热性能的同时兼具良好的补强效果，对后续加工过程影响小，可以与纳米氮化硅粉体一起在酚醛树脂体系内部构建三维的导热体系，提高整体的导热效率。
所述氧化铝短切纤维预先使用偶联剂进行表面处理，提高氧化铝短切纤维与整个体系的相容性，而且氧化铝短切纤维可以有效降低三维导热体系中的导热粉体的导热路径，提高整体导热效率。
所述纳米氮化硅的导热系数比较高，可以有效提高导热效率，但是氮化硅由于其加工条件所限，往往还含有部分游离碳元素，这种碳元素的存在会降低材料的绝缘性能，因此只能酌量添加。
上述实施例1~3按照下述步骤生产，所述绝缘导热酚醛模塑料的生产方法包括以下步骤：
第一步，根据工艺要求量取相应质量份数的纳米导热粉体和偶联剂，然后将偶联剂与纳米导热粉体预先混合均匀；
第二步，称取相应质量份数的热塑性酚醛树脂，通过粉碎机打碎成粉制成基料，然后将第一步中得到的预混粉体加入基料内共混至均匀，然后将液态酚醛树脂树脂加入混合体系内混合，接着缓慢添加相应质量份数的无机增强纤维和木质素纤维，待各主要原料混合均匀后，最后按照质量份数依次添加三聚氰胺、硬脂酸锌和抗氧化剂持续混合均匀；
第三步，将第二步得到的混合料放入塑炼机中在120℃~160℃的温度下塑炼，塑炼时间为3-5min,经轧片机辊轧得到片状半成品；
第四步，将片状半成品冷却,加入粉碎机中粉碎并筛选后得到得到成品。
所述实施例1~3成品检测结果见表1 其中对比例采用典型低压电器用酚醛模塑料的检测数值
注：表中可以看出，经过上述方式处理后的绝缘导热酚醛模塑料与普通低压电器用酚醛模塑料相比，在基础物理性能没有下降的基础上，其绝缘性能远远超出，而且导热效率提高了2倍以上。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (11)
1.一种绝缘导热酚醛模塑料，其特征在于，所述绝缘导热酚醛模塑料由以下质量份数的原料组成：
固态酚醛树脂 35~45份
液态酚醛树脂 4~8份
固化剂 4~6份
固化促进剂 0.2~2份
纳米导热粉体 20~30份
无机增强纤维 15~20份
有机增强纤维 5~8份
三聚氰胺 3~5份
偶联剂 1.5~3份
硬脂酸锌 0.5~2份
抗氧化剂 0.5~2份。
2.根据权利要求1所述的绝缘导热酚醛模塑料，其特征在于，所述固态和液态酚醛树脂均为热塑性酚醛树脂。
3.根据权利要求1所述的绝缘导热酚醛模塑料，其特征在于，所述固化剂为六次甲基四胺，所述固化促进剂为氢氧化镁或者氢氧化钙。
4.根据权利要求1所述的绝缘导热酚醛模塑料，其特征在于，所述纳米导热粉体为氧化铝粉体与氮化硼、氮化铝和氮化硅中的一种或两种以上的粉体的混合物，其中氧化铝粉体的含量不低于所述纳米导热粉体总量的三分之二。
5.根据权利要求4所述的绝缘导热酚醛模塑料，其特征在于，所述氧化铝粉体为球形氧化铝粉体。
6.根据权利要求1所述的绝缘导热酚醛模塑料，其特征在于，所述无机增强纤维为氧化铝短切纤维。
7.根据权利要求6所述的绝缘导热酚醛模塑料，其特征在于，所述氧化铝短切纤维预先使用硅烷偶联剂进行表面处理。
8.根据权利要求1所述的绝缘导热酚醛模塑料，其特征在于，所述有机增强纤维为木质素纤维。
9.根据权利要求1所述的绝缘导热酚醛模塑料，其特征在于，所述偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂或铝酸酯偶联剂中的一种。
10.一种适用于权利要求1~9任意之一的绝缘导热酚醛模塑料的生产方法，其特征在于，所述绝缘导热酚醛模塑料的生产方法包括以下步骤：
第一步，根据工艺要求量称取相应质量份数的纳米导热粉体和偶联剂，然后将偶联剂与纳米导热粉体预先混合均匀；
第二步，称取相应质量份数的固态酚醛树脂，通过粉碎机打碎成粉，制成基料，然后将第一步中得到的预混粉体加入基料内共混至均匀，然后将液态酚醛树脂加入混合体系内混合，接着缓慢添加相应质量份数的无机增强纤维和木质素纤维，待各主要原料混合均匀后，最后按照质量份数依次添加三聚氰胺、硬脂酸锌、固化剂、固化促进剂和抗氧化剂持续混合均匀；
第三步，将第二步得到的混合料放入塑炼机中塑炼，经轧片机辊轧得到片状半成品；
第四步，将片状半成品冷却、加入粉碎机中粉碎并筛选后得到得到成品。
11.根据权利要求10所述的绝缘导热酚醛模塑料的生产方法，其特征在于，所述塑炼温度为120℃~160℃,塑炼时间为3-5min。
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