CN112358686A - 一种含有三维网状结构导热材料的mpp专用料及其电力电缆护套管的制备方法 - Google Patents
一种含有三维网状结构导热材料的mpp专用料及其电力电缆护套管的制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112358686A CN112358686A CN202011268508.1A CN202011268508A CN112358686A CN 112358686 A CN112358686 A CN 112358686A CN 202011268508 A CN202011268508 A CN 202011268508A CN 112358686 A CN112358686 A CN 112358686A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- heat conduction
- temperature
- zone
- mpp
- conduction material
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L23/00—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L23/02—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
- C08L23/10—Homopolymers or copolymers of propene
- C08L23/12—Polypropene
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K5/00—Heat-transfer, heat-exchange or heat-storage materials, e.g. refrigerants; Materials for the production of heat or cold by chemical reactions other than by combustion
- C09K5/08—Materials not undergoing a change of physical state when used
- C09K5/14—Solid materials, e.g. powdery or granular
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B3/00—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties
- H01B3/18—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances
- H01B3/30—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances plastics; resins; waxes
- H01B3/44—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances plastics; resins; waxes vinyl resins; acrylic resins
- H01B3/441—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances plastics; resins; waxes vinyl resins; acrylic resins from alkenes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B3/00—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties
- H01B3/18—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances
- H01B3/30—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances plastics; resins; waxes
- H01B3/44—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances plastics; resins; waxes vinyl resins; acrylic resins
- H01B3/442—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances plastics; resins; waxes vinyl resins; acrylic resins from aromatic vinyl compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
- C08K3/24—Acids; Salts thereof
- C08K3/26—Carbonates; Bicarbonates
- C08K2003/265—Calcium, strontium or barium carbonate
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K2201/00—Specific properties of additives
- C08K2201/002—Physical properties
- C08K2201/003—Additives being defined by their diameter
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L2203/00—Applications
- C08L2203/18—Applications used for pipes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L2203/00—Applications
- C08L2203/20—Applications use in electrical or conductive gadgets
- C08L2203/202—Applications use in electrical or conductive gadgets use in electrical wires or wirecoating
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L2205/00—Polymer mixtures characterised by other features
- C08L2205/02—Polymer mixtures characterised by other features containing two or more polymers of the same C08L -group
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L2205/00—Polymer mixtures characterised by other features
- C08L2205/03—Polymer mixtures characterised by other features containing three or more polymers in a blend
- C08L2205/035—Polymer mixtures characterised by other features containing three or more polymers in a blend containing four or more polymers in a blend
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Insulated Conductors (AREA)
Abstract
本发明公开一种含有三维网状结构导热材料的MPP专用料及其电力电缆护套管的制备方法,该MPP专用料将三维网状结构结合树脂材料形成完整的导热通道,具有良好的导热性能和机械性能等优点;同时MPP电力电缆护套管采用具有双连续相形态结构的PP/PS复合材料作为基体树脂,相较于传统的电力电缆护套管,具有较佳的机械性能均衡、成型加工性能好,使用价值高且原料来源广泛,无毒害性,加工方法简单,成本低等优点,具有广阔的市场前景。
Description
技术领域
本发明涉及导热材料,更具体的说是涉及一种含有三维网状结构导热材料的MPP专用料及其电力电缆护套管的制备方法。
背景技术
随着我国的电力领域快速发展,目前应用于电力保护中的管材材料多样,而电力保护管是电力领域中的重要原件,对电缆、电线、光纤等电力材料起到优良的保护作用,目前的电力保护管有采用PP、PVC、PE等材料,但上述材料制得的电力保护管导热性能较差,在电流传输过程中存在容易发热造成老化、失火等问题,未能满足电力保护的需求;现在普遍使用的导热高聚物材料是填充型的,这种材料存在着一些缺陷,即导热填料含量较低时导热塑料的导热性能差,不能满足实际使用的要求,导热填料含量较高时,导热性能好,但是导热高聚物材料会出现力学性能显著下降、加工困难。
发明内容
为了克服现有技术中存在的缺点和不足,本发明的目的在于提供一种含有三维网状结构导热材料的MPP专用料的制备方法,该材料将三维网状结构结合树脂材料形成完整的导热通道,具有良好的导热性能,机械性能等优点。
本发明的另一目的在于提供一种含有三维网状结构导热材料的MPP电力电缆护套管的制备方法,该方法采用具有双连续相形态结构的PP/PS复合材料作为基体树脂,相较于传统的电力电缆护套管的制备方法,采用双连续相树脂更有利于导热材料在基体树脂中的分散,制得的导热电力电缆护套管具有较佳的机械性能均衡、成型加工性能好,使用价值高等优点。
本发明是通过以下技术方案实现的:
一种三维网状结构导热材料的制备方法,其包括如下步骤:
步骤A:首先用去离子水配制5~10wt%的硝酸溶液,然后将碳纤维完全浸入硝酸溶液中,放入微波炉里进行辐射处理,处理时间60~120s,将反应处理后的样品用去离子水清洗3~5遍后在干燥炉中干燥,备用;
步骤B:将偶联剂按照质量比是1~3:1加入到溶剂中进行稀释,混合搅拌8~12h,在烧杯中使两种液体混合为均一的液体,然后倒入喷水瓶里,将质量比1:3的CaCO3和SiC粉末加入高速混合机中,高速混合机的温度设置为80~100℃,边喷洒偶联剂溶液边不断搅拌均匀,在搅拌过程中会产生热量和高速混合机加热的热量一起进一步促进CaCO3和SiC粉末与偶联剂发生反应;
步骤C:将块状酚醛树脂用粉碎机粉碎,并用网筛进行筛选最终得到酚醛树脂粉末。将步骤A制得的碳纤维、步骤B制得的表面处理CaCO3和SiC粉末与酚醛树脂粉末以1:1:1~2的质量比加入水中,超声振荡并搅拌1~2h使其分散均匀,过滤后放入干燥箱中60-80℃下干燥24~48h,样品干燥后升温至200~300℃进行固化,最后炭化炉中氮气气氛保护下升温至700~1000℃进行炭化制得三维网状结构导热材料;
作为优选方案,步骤A中所述碳纤维为短切碳纤维,长度≤0.5mm;
作为优选方案,步骤B中所述偶联剂为钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂和硅烷偶联剂中的至少一种;
作为优选方案,步骤B中所述溶剂为乙醇、甲醇和丙酮中的至少一种;
作为优选方案,步骤B中所述CaCO3平均粒径为0.1-2μm;
作为优选方案,步骤B中所述SiC平均粒径为0.5~10μm;
作为优选方案,步骤C中所述网筛目数≥300目;
一种含有前述的三维网状结构导热材料的MPP专用料,其包括按重量份数计的如下组分:
树脂: 50~100份;
导热材料: 10~30份;
增韧剂: 10~20份;
相容剂: 5~10份;
润滑剂: 1~3份;
抗氧化剂: 0.1~0.5份;
作为优选方案,所述树脂为具有双连续相形态结构的PP/PS复合材料;所述增韧剂为尼龙弹性体、POE中的至少一种;所述相容剂为相容剂为PP-g-MAH、EPDM-g-MAH中至少一种,接枝率≥2%;所述润滑剂为PP蜡、硬脂酸中的至少一种;所述抗氧化剂为1076和1010按照1:1~2的质量比组成的混合物;
作为优选方案,具有双连续相形态结构的PP/PS复合材料的制备步骤如下:按照质量比6:4分别称取PP和PS两种材料加入高速混合机充分混合,投入异向啮合平行双螺杆挤出机熔融挤出造粒,制得具有双连续相形态结构的PP/PS复合材料,螺杆转速设定为200~350r/min,机筒温度设定是加料段开始到机头结束依次为180~190℃,195~200℃,200~210℃,200~220℃,190~200℃,180~190℃;
一种如前述三维网状结构导热材料的MPP专用料的制备方法,其包含如下步骤:
步骤一:按照重量份数配比称取树脂、导热材料、增韧剂、相容剂、润滑剂、抗氧化剂,备用;
步骤二:依次将树脂、导热材料、增韧剂、相容剂、润滑剂、抗氧化剂加入高速混合机内,以150-200r/min的转速常温搅拌0.5h,得到预混料;
步骤三:将步骤二所得的预混料通过双螺杆挤出机中挤出造粒,得到一种含有三维网状结构导热材料的导热电力电缆护套管专用料;
作为优选方案,所述双螺杆挤出机的工艺参数如下:一区温度为100~130℃,二区温度为150~190℃,三区温度为190~220℃,四区温度为180~210℃,五区温度为160~200℃,模头温度为130~160℃,喂料速度为100~150r/min,螺杆转速为250~300r/min;
一种含有三维网状结构导热材料的MPP电力电缆护套管的制备方法,包括如下:
将上述步骤三中得到的一种含有三维网状结构导热材料的MPP专用料通过管材挤出生产线,制得一种含有三维网状结构导热材料的MPP电力电缆护套管;
作为优选方案,所述管材挤出生产线工艺参数如下:机筒1区温度为150~160℃,机筒2区温度为170~190℃,机筒3区温度为200~220℃,机筒4区温度为180~200℃,机筒5区温度为150~180℃,机头1区温度为200~220℃,机筒2区温度为210~230℃,机筒3区温度为150~170℃,挤出成型速度0.5m/min。
与现有技术相比,本发明具有如下的有益效果:
1、制备一种三维网状结构导热材料,该导热材料具有特殊的三维网状结构,容易在树脂材料中形成完整的导热通道,具有添加比例少,导热性能好,不破坏材料原有机械性能等优点;
2、制备出一种含有前述的三维网状结构导热材料的MPP专用料,采用具有双连续相形态结构的PP/PS复合材料作为基体树脂,相较于传统的电力电缆护套管的制备方法,采用双连续相树脂更有利于导热材料在基体树脂中的分散,制得的导热电力电缆护套管具有较佳的机械性能均衡、成型加工性能好,使用价值高等优点;
3、采用原料来源广泛,无毒害性,加工方法简单,成本低,具有广阔的市场前景。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述,本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显:
图1为本发明实施例1制备的三维网状结构导热材料的电镜扫描图,放大倍数为200倍;
图2为本发明实施例1制备的三维网状结构导热材料的电镜扫描图,放大倍数为300倍;
图3为本发明实施例5中,具有双连续相形态结构的PP/PS复合材料树脂的电镜扫描图,放大倍数为100倍;
图4为本发明实施例5中,用实施例1作为导热材料制备而成的一种含有三维网状结构导热材料的MPP电力电缆护套管的切片断面的电镜扫描图,放大倍数为100倍;
图5为本发明对比例1制备的一种导热电力电缆护套管的切片断面的电镜扫描图,放大倍数为100倍。
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
本实施例涉及的一种三维网状结构导热材料的制备方法如下:
步骤A:首先用去离子水配制7.5wt%的硝酸溶液,然后将短切碳纤维完全浸入硝酸溶液中,放入微波炉里进行辐射处理,处理时间80s,将反应处理后的样品用去离子水清洗4遍后在干燥炉中干燥,备用;
步骤B:将硅烷偶联剂按照质量比是2:1加入到乙醇中进行稀释,混合搅拌10h,在烧杯中使两种液体混合为均一的液体,然后倒入喷水瓶里,将质量比1:3的CaCO3和SiC粉末加入高速混合机中,高速混合机的温度设置为90℃,边喷硅烷偶联剂乙醇溶液边不断搅拌均匀,在搅拌过程中会产生热量和高速混合机加热的热量一起进一步促进CaCO3和SiC粉末与硅烷偶联剂发生反应;
步骤C:将块状酚醛树脂用粉碎机粉碎,并用网筛进行筛选最终得到酚醛树脂粉末。将步骤A制得的碳纤维、步骤B制得的表面处理CaCO3和SiC粉末与酚醛树脂粉末以1:1:1的质量比加入水中,超声振荡并搅拌1.5h使其分散均匀,过滤后放入干燥箱中70℃下干燥36h,样品干燥后升温至250℃进行固化,最后炭化炉中氮气气氛保护下升温至800℃进行炭化制得三维网状结构导热材料。
实施例2
本实施例涉及的一种三维网状结构导热材料的制备方法如下:
步骤A:首先用去离子水配制5wt%的硝酸溶液,然后将短切碳纤维完全浸入硝酸溶液中,放入微波炉里进行辐射处理,处理时间120s,将反应处理后的样品用去离子水清洗3遍后在干燥炉中干燥,备用;
步骤B:将铝酸酯偶联剂按照质量比是1:1加入到甲醇中进行稀释,混合搅拌12h,在烧杯中使两种液体混合为均一的液体,然后倒入喷水瓶里,将质量比1:3的CaCO3和SiC粉末加入高速混合机中,高速混合机的温度设置为80℃,边喷洒铝酸酯偶联剂甲醇溶液边不断搅拌均匀,在搅拌过程中会产生热量和高速混合机加热的热量一起进一步促进CaCO3和SiC粉末与偶联剂发生反应;
步骤C:将块状酚醛树脂用粉碎机粉碎,并用网筛进行筛选最终得到酚醛树脂粉末。将步骤A制得的碳纤维、步骤B制得的表面处理CaCO3和SiC粉末与酚醛树脂粉末以1:1:2的质量比加入水中,超声振荡并搅拌1h使其分散均匀,过滤后放入干燥箱中80℃下干燥24h,样品干燥后升温至200℃进行固化,最后炭化炉中氮气气氛保护下升温至700℃进行炭化制得三维网状结构导热材料。
实施例3
本实施例涉及的一种三维网状结构导热材料的制备方法如下:
步骤A:首先用去离子水配制10wt%的硝酸溶液,然后将短切碳纤维完全浸入硝酸溶液中,放入微波炉里进行辐射处理,处理时间100s,将反应处理后的样品用去离子水清洗5遍后在干燥炉中干燥,备用;
步骤B:将钛酸酯偶联剂按照质量比是3:1加入到丙酮中进行稀释,混合搅拌10h,在烧杯中使两种液体混合为均一的液体,然后倒入喷水瓶里,将质量比1:3的CaCO3和SiC粉末加入高速混合机中,高速混合机的温度设置为80℃,边喷洒钛酸酯丙酮溶液边不断搅拌均匀。在搅拌过程中会产生热量和高速混合机加热的热量一起进一步促进CaCO3和SiC粉末与钛酸酯偶联剂发生反应;
步骤C:将块状酚醛树脂用粉碎机粉碎,并用网筛进行筛选最终得到酚醛树脂粉末。将步骤A制得的碳纤维、步骤B制得的表面处理CaCO3和SiC粉末与酚醛树脂粉末以1:1:2的质量比加入水中,超声振荡并搅拌2h使其分散均匀,过滤后放入干燥箱中65℃下干燥48h,样品干燥后升温至300℃进行固化,最后炭化炉中氮气气氛保护下升温至1000℃进行炭化制得三维网状结构导热材料。
实施例4
本实施例涉及的一种三维网状结构导热材料的制备方法如下:
步骤A:首先用去离子水配制8wt%的硝酸溶液,然后将短切碳纤维完全浸入硝酸溶液中,放入微波炉里进行辐射处理,处理时间110s,将反应处理后的样品用去离子水清洗5遍后在干燥炉中干燥,备用;
步骤B:将硅烷偶联剂按照质量比是1:1加入到丙酮中进行稀释,混合搅拌11h,在烧杯中使两种液体混合为均一的液体,然后倒入喷水瓶里,将质量比1:3的CaCO3和SiC粉末加入高速混合机中,高速混合机的温度设置为90℃,边喷洒硅烷偶联剂丙酮溶液边不断搅拌均匀,在搅拌过程中会产生热量和高速混合机加热的热量一起进一步促进CaCO3和SiC粉末与硅烷偶联剂发生反应;
步骤C:将块状酚醛树脂用粉碎机粉碎,并用网筛进行筛选最终得到酚醛树脂粉末。将步骤A制得的碳纤维、步骤B制得的表面处理CaCO3和SiC粉末与酚醛树脂粉末以1:1:2的质量比加入水中,超声振荡并搅拌2h使其分散均匀,过滤后放入干燥箱中75℃下干燥40h,样品干燥后升温至250℃进行固化,最后炭化炉中氮气气氛保护下升温至900℃进行炭化制得三维网状结构导热材料。
实施例5
分别将上述实施例1-4的一种三维网状结构导热材料用于制备MPP专用料,按重量份数计的如下组分:
树脂: 50~100份;
导热材料: 10~30份;
增韧剂: 10~20份;
相容剂: 5~10份;
润滑剂: 1~3份;
抗氧化剂: 0.1~0.5份;
所述树脂为具有双连续相形态结构的PP/PS复合材料;所述增韧剂为POE;所述相容剂为相容剂为PP-g-MAH,接枝率≥2%;所述润滑剂为硬脂酸;所述抗氧化剂为1076和1010按照1:1~2的质量比组成的混合物;
具有双连续相形态结构的PP/PS复合材料的制备步骤如下:按照质量比6:4分别称取PP和PS两种材料加入高速混合机充分混合,投入异向啮合平行双螺杆挤出机熔融挤出造粒,制得具有双连续相形态结构的PP/PS复合材料,螺杆转速设定为300r/min,机筒温度设定是加料段开始到机头结束依次为185℃,195℃,205℃,210℃,195℃,185℃;
一种三维网状结构导热材料用于制备MPP专用料的制备方法,其步骤如下:
步骤一:按重量份数配比称取树脂、导热材料、增韧剂、相容剂、润滑剂、抗氧化剂,备用;
步骤二:依次将树脂、导热材料、增韧剂、相容剂、润滑剂、抗氧化剂加入高速混合机内,以180r/min的转速常温搅拌0.5h,得到预混料;
步骤三:将步骤二所得的预混料通过双螺杆挤出机中挤出造粒,制得一种含有三维网状结构导热材料的MPP电力电缆护套管专用料,所述双螺杆挤出机的工艺参数如下:一区温度为115℃,二区温度为170℃,三区温度为205℃,四区温度为195℃,五区温度为180℃,模头温度为145℃,喂料速度为125r/min,螺杆转速为275r/min;
一种含有三维网状结构导热材料的MPP电力电缆护套管的制备方法,如下:
将步骤三中得到的一种含有三维网状结构导热材料的MPP专用料通过管材挤出生产线,制得一种含有三维网状结构导热材料的MPP电力电缆护套管,所述管材挤出生产线工艺参数如下:机筒1区温度为155℃,机筒2区温度为180℃,机筒3区温度为210℃,机筒4区温度为190℃,机筒5区温度为165℃,机头1区温度为210℃,机筒2区温度为220℃,机筒3区温度为160℃,挤出成型速度0.5m/min。
对比例1
本对比例涉及提供了一种导热电力电缆护套管的制备方法,其配方和制备方法与实施例5基本一致,不同之处仅在于,直接采用短切碳纤维、CaCO3和SiC粉末作为导热材料,而非采用一种三维网状结构导热材料作为导热材料。
对比例2
本对比例涉及提供了一种导热电力电缆护套管的制备方法,其配方和制备方法与实施例5基本一致,不同之处仅在于,直接采用单一PP树脂作为基体树脂,而非采用采用具有双连续相形态结构的PP/PS复合材料作为基体树脂。
性能测试
分别将用实施例1-4作为导热材料制备而成的一种含有三维网状结构导热材料的MPP电力电缆护套管和对比例1、对比例2制备的一种导热电力电缆护套管标注为实施例1、实施例2、实施例3、实施例4、对比例1、对比例2,并进行拉伸强度和导热系数的性能测试,拉伸强度按照国标GB/T1040-2006进行测试;导热系数按照GB/T3399-1982进行测试,其结果见表1:
表1性能测定结果
检测项目 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 对比例1 | 对比例2 |
导热系数(W/m∙k) | 1.44 | 1.37 | 1.41 | 1.40 | 0.76 | 0.82 |
拉伸强度(MPa) | 34 | 34 | 33 | 32 | 35 | 27 |
1、由表1性能测试结果可见:
(1)在实施例1-4中,采用一种三维网状结构导热材料,该导热材料具有特殊的三维网状结构,容易在树脂材料中形成完整的导热通道,同时采用具有双连续相形态结构的PP/PS复合材料作为基体树脂,应用于电力电缆护套管,制得的一种含有三维网状结构导热材料的MPP电力电缆护套管,其导热性能好,具有添加比例少,机械性能均衡、成型加工性能好,使用价值高等优点;
(2)在对比例1-2中,对比例1采用直接采用短切碳纤维、CaCO3和SiC粉末作为导热材料,而非采用一种三维网状结构导热材料作为导热材料,对比例2直接采用单一PP树脂作为基体树脂,而非采用采用具有双连续相形态结构的PP/PS复合材料作为基体树脂,同时制备导热电力电缆护套管,对比例1-2的导热性能及机械性能劣于实施例1-4,实施例1综合性能最优;
2、由附图可见:
(1)结合本发明实施例1制备的三维网状结构导热材料的电镜扫描图,放大倍数为200倍和300倍,如图1、图2可看出,导热材料具有完整的三维网状结构,有利于搭建导热通道,从而形成完整的导热网络;
(2)结合本发明实施例5中,具有双连续相形态结构的PP/PS复合材料树脂的电镜扫描图,放大倍数为100倍,如图3可看出,PP/PS复合材料形成具有双连续相形态结构,有利于导热材料在基体树脂中的分散,提高材料的导热性能;
(3)结合本发明实施例5中,用实施例1作为导热材料制备而成的一种含有三维网状结构导热材料的MPP电力电缆护套管的切片断面的电镜扫描图,放大倍数为100倍,如图4可看出,三维网状结构导热材料在树脂中具有一定的“结点”,有效搭建导热通道;
(4)而本发明对比例1制备的一种导热电力电缆护套管的切片断面的电镜扫描图,放大倍数为100倍,如图5可看出,直接采用短切碳纤维、CaCO3和SiC粉末作为导热材料在树脂中相对独立,没有有效形成导热网络,这与材料的导热性能测试结果相符。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是,本发明并不局限于上述特定实施方式,本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改,这并不影响本发明的实质内容。
Claims (9)
1.一种三维网状结构导热材料的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
步骤A:首先用去离子水配制5~10wt%的硝酸溶液,然后将碳纤维完全浸入硝酸溶液中,放入微波炉里进行辐射处理,处理时间60~120s,将反应处理后的样品用去离子水清洗3~5遍后在干燥炉中干燥,备用;
步骤B:将偶联剂按照质量比是1~3:1加入到溶剂中进行稀释,混合搅拌8~12h,在烧杯中使两种液体混合为均一的液体,然后倒入喷水瓶里,将质量比1:3的CaCO3和SiC粉末加入高速混合机中,高速混合机的温度设置为80~100℃,边喷洒偶联剂溶液边不断搅拌均匀,在搅拌过程中会产生热量和高速混合机加热的热量一起进一步促进CaCO3和SiC粉末与偶联剂发生反应;
步骤C:将块状酚醛树脂用粉碎机粉碎,并用网筛进行筛选最终得到酚醛树脂粉末;
将步骤A制得的碳纤维、步骤B制得的表面处理CaCO3和SiC粉末与酚醛树脂粉末以1:1:1~2的质量比加入水中,超声振荡并搅拌1~2h使其分散均匀,过滤后放入干燥箱中60-80℃下干燥24~48h,样品干燥后升温至200~300℃进行固化,最后炭化炉中氮气气氛保护下升温至700~1000℃进行炭化制得三维网状结构导热材料。
2.如权利要求1所述一种三维网状结构导热材料的制备方法,其特征在于,步骤A中所述碳纤维为短切碳纤维,长度≤0.5mm。
3.如权利要求1所述一种三维网状结构导热材料的制备方法,其特征在于,步骤B中所述偶联剂为钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂和硅烷偶联剂中的至少一种,所述溶剂为乙醇、甲醇和丙酮中的至少一种,所述CaCO3平均粒径为0.1-2μm,所述SiC平均粒径为0.5~10μm。
4.如权利要求1所述一种三维网状结构导热材料的制备方法,其特征在于,步骤C中所述网筛目数≥300目。
5.一种含有权利要求1所述三维网状结构导热材料的MPP专用料,其特征在于,包括按重量份数计的如下组分:
树脂: 50~100份;
导热材料: 10~30份;
增韧剂: 10~20份;
相容剂: 5~10份;
润滑剂: 1~3份;
抗氧化剂: 0.1~0.5份。
6.如权利要求5所述一种含有三维网状结构导热材料的MPP专用料,其特征在于,所述树脂为具有双连续相形态结构的PP/PS复合材料;所述增韧剂为尼龙弹性体、POE中的至少一种;所述相容剂为相容剂为PP-g-MAH、EPDM-g-MAH中至少一种,接枝率≥2%;所述润滑剂为PP蜡、硬脂酸中的至少一种;所述抗氧化剂为1076和1010按照1:1-2的质量比组成的混合物。
7.如权利要求6所述具有双连续相形态结构的PP/PS复合材料,其特征在于,制备步骤如下:按照质量比6:4分别称取PP和PS两种材料加入高速混合机充分混合,投入异向啮合平行双螺杆挤出机熔融挤出造粒,制得具有双连续相形态结构的PP/PS复合材料,螺杆转速设定为200~350r/min,机筒温度设定是加料段开始到机头结束依次为180~190℃,195~200℃,200~210℃,200~220℃,190~200℃,180~190℃。
8.如权利要求5所述一种含有三维网状结构导热材料的MPP专用料的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
步骤一:按重量份数配比称取树脂、导热材料、增韧剂、相容剂、润滑剂、抗氧化剂,备用;
步骤二:依次将树脂、导热材料、增韧剂、相容剂、润滑剂、抗氧化剂加入高速混合机内,以150-200r/min的转速常温搅拌0.5h,得到预混料;
步骤三:将步骤二所得的预混料通过双螺杆挤出机挤出造粒,制得一种含有三维网状结构导热材料的MPP专用料;控制所述双螺杆挤出机的工艺参数如下:一区温度为100~130℃,二区温度为150~190℃,三区温度为190~220℃,四区温度为180~210℃,五区温度为160~200℃,模头温度为130~160℃,喂料速度为100~150r/min,螺杆转速为250~300r/min。
9.一种含有三维网状结构导热材料的MPP电力电缆护套管的制备方法,其特征在于,包括如下:将所述一种含有三维网状结构导热材料的MPP专用料通过管材挤出生产线,制得一种含有三维网状结构导热材料的MPP电力电缆护套管;控制管材挤出生产线工艺参数如下:机筒1区温度为150~160℃,机筒2区温度为170~190℃,机筒3区温度为200~220℃,机筒4区温度为180~200℃,机筒5区温度为150~180℃,机头1区温度为200~220℃,机筒2区温度为210~230℃,机筒3区温度为150~170℃,挤出成型速度0.5m/min。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202011268508.1A CN112358686B (zh) | 2020-11-13 | 2020-11-13 | 一种含有三维网状结构导热材料的mpp专用料及其电力电缆护套管的制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202011268508.1A CN112358686B (zh) | 2020-11-13 | 2020-11-13 | 一种含有三维网状结构导热材料的mpp专用料及其电力电缆护套管的制备方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN112358686A true CN112358686A (zh) | 2021-02-12 |
CN112358686B CN112358686B (zh) | 2023-05-16 |
Family
ID=74515537
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202011268508.1A Active CN112358686B (zh) | 2020-11-13 | 2020-11-13 | 一种含有三维网状结构导热材料的mpp专用料及其电力电缆护套管的制备方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN112358686B (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113292062A (zh) * | 2021-06-08 | 2021-08-24 | 福建师范大学泉港石化研究院 | 一种双连续相立体网络结构导热pbt材料 |
Citations (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH10278070A (ja) * | 1997-04-07 | 1998-10-20 | Nippon Oil Co Ltd | 炭素繊維強化複合材料の製造方法 |
CN101735612A (zh) * | 2010-01-13 | 2010-06-16 | 惠州市华聚塑化科技有限公司 | 绝缘导热塑料 |
CN103275357A (zh) * | 2013-06-19 | 2013-09-04 | 福建和盛塑业有限公司 | 导热绝缘电力电缆护套管专用复合导热粉及其生产工艺 |
CN104672495A (zh) * | 2015-01-28 | 2015-06-03 | 深圳航天科技创新研究院 | 一种有机-无机复合导热填料及其制备方法及其应用 |
CN105175889A (zh) * | 2015-08-31 | 2015-12-23 | 苏州银禧科技有限公司 | 一种高强度导电pp/pa复合材料及其制备方法 |
CN105273372A (zh) * | 2015-11-18 | 2016-01-27 | 东莞市万江明冠实业有限公司 | 一种高分子导散热共混复合材料及自动化制备方法 |
CN106674897A (zh) * | 2016-12-16 | 2017-05-17 | 安徽中威光电材料有限公司 | 一种led粘结层用碳纤维增强的高导热型环氧树脂复合材料及其制备方法 |
CN107446244A (zh) * | 2017-09-05 | 2017-12-08 | 福建和盛塑业有限公司 | 一种玫瑰晶型纳米碳酸钙多维度增强mpp电缆保护管材料及其制备方法 |
CN108017835A (zh) * | 2017-12-11 | 2018-05-11 | 宁波市鄞州丰创技术转移有限公司 | 一种导热耐磨塑料及其制备方法 |
CN109056329A (zh) * | 2018-06-26 | 2018-12-21 | 福建荣宏光电科技有限公司 | 一种建筑工程用碳纤维浸渍胶粘结剂及其制备工艺 |
CN109486130A (zh) * | 2018-11-16 | 2019-03-19 | 泉州市简能环保科技有限公司 | 一种碳纤维表面接枝四针状氧化锌晶须导热粉的制备方法 |
CN109851986A (zh) * | 2018-12-27 | 2019-06-07 | 宁波英泰克照明有限公司 | 一种导热的酚醛树脂及其制备方法和其制成的灯罩 |
CN110791055A (zh) * | 2019-12-09 | 2020-02-14 | 李报 | 一种高强度导热塑料 |
-
2020
- 2020-11-13 CN CN202011268508.1A patent/CN112358686B/zh active Active
Patent Citations (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH10278070A (ja) * | 1997-04-07 | 1998-10-20 | Nippon Oil Co Ltd | 炭素繊維強化複合材料の製造方法 |
CN101735612A (zh) * | 2010-01-13 | 2010-06-16 | 惠州市华聚塑化科技有限公司 | 绝缘导热塑料 |
CN103275357A (zh) * | 2013-06-19 | 2013-09-04 | 福建和盛塑业有限公司 | 导热绝缘电力电缆护套管专用复合导热粉及其生产工艺 |
CN104672495A (zh) * | 2015-01-28 | 2015-06-03 | 深圳航天科技创新研究院 | 一种有机-无机复合导热填料及其制备方法及其应用 |
CN105175889A (zh) * | 2015-08-31 | 2015-12-23 | 苏州银禧科技有限公司 | 一种高强度导电pp/pa复合材料及其制备方法 |
CN105273372A (zh) * | 2015-11-18 | 2016-01-27 | 东莞市万江明冠实业有限公司 | 一种高分子导散热共混复合材料及自动化制备方法 |
CN106674897A (zh) * | 2016-12-16 | 2017-05-17 | 安徽中威光电材料有限公司 | 一种led粘结层用碳纤维增强的高导热型环氧树脂复合材料及其制备方法 |
CN107446244A (zh) * | 2017-09-05 | 2017-12-08 | 福建和盛塑业有限公司 | 一种玫瑰晶型纳米碳酸钙多维度增强mpp电缆保护管材料及其制备方法 |
CN108017835A (zh) * | 2017-12-11 | 2018-05-11 | 宁波市鄞州丰创技术转移有限公司 | 一种导热耐磨塑料及其制备方法 |
CN109056329A (zh) * | 2018-06-26 | 2018-12-21 | 福建荣宏光电科技有限公司 | 一种建筑工程用碳纤维浸渍胶粘结剂及其制备工艺 |
CN109486130A (zh) * | 2018-11-16 | 2019-03-19 | 泉州市简能环保科技有限公司 | 一种碳纤维表面接枝四针状氧化锌晶须导热粉的制备方法 |
CN109851986A (zh) * | 2018-12-27 | 2019-06-07 | 宁波英泰克照明有限公司 | 一种导热的酚醛树脂及其制备方法和其制成的灯罩 |
CN110791055A (zh) * | 2019-12-09 | 2020-02-14 | 李报 | 一种高强度导热塑料 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
李志永: "冲压发动机高硅氧/酚醛燃烧室热防护层实验研究", 《推进技术》 * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113292062A (zh) * | 2021-06-08 | 2021-08-24 | 福建师范大学泉港石化研究院 | 一种双连续相立体网络结构导热pbt材料 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN112358686B (zh) | 2023-05-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN108047569A (zh) | 一种功能复合材料及其制备方法 | |
CN101875738B (zh) | 用于制造线圈骨架的阻燃玻纤增强聚丙烯复合材料及其制备方法 | |
CN104559150A (zh) | 一种抗静电己内酰胺导热材料及其制备方法 | |
CN105504803B (zh) | 一种高流动性纤维增强尼龙复合材料及其制备方法 | |
CN101072493A (zh) | 一种屏蔽宽频电磁波的聚乙烯复合膜及其制备方法 | |
CN103897241A (zh) | 导热塑料及其制造方法 | |
CN108929487A (zh) | 一种导热电磁屏蔽聚丙烯复合材料及其制备方法 | |
CN111073170B (zh) | 一种环保高性能pvc给水管材及其制备方法 | |
CN103013075A (zh) | Pet复合材料、其制备方法和应用 | |
CN112358686A (zh) | 一种含有三维网状结构导热材料的mpp专用料及其电力电缆护套管的制备方法 | |
CN107541049B (zh) | 一种石墨烯协同连续玻纤增强无卤阻燃耐候ppo/hips合金材料及其制备方法 | |
CN103214834A (zh) | 一种聚酰胺复合材料及其制备方法和应用 | |
CN105017765A (zh) | 一种碱式硫酸镁晶须/pa610t复合材料及其制备方法 | |
CN105602241B (zh) | 一种纳米导电导热复合材料 | |
CN111393744B (zh) | 具有抗菌导电性的tpe材料及其制备方法 | |
CN103059564B (zh) | 尼龙复合材料、其制备方法和应用 | |
CN113308752A (zh) | 防伪纤维制备方法和防伪纤维 | |
CN104292592A (zh) | 自限温加/伴热电缆用材料及其制备方法 | |
CN113292062A (zh) | 一种双连续相立体网络结构导热pbt材料 | |
CN106349688A (zh) | 一种高cti阻燃尼龙6埃洛石填充复合材料及其制备方法 | |
CN111171502A (zh) | 一种abs再生料及其制备工艺 | |
CN115612211A (zh) | 一种导电聚丙烯复合材料及其制备方法 | |
CN111410805B (zh) | 一种防疲劳裂纹的电力管及其制备方法 | |
CN106905694A (zh) | 一种PA6/MgO导热复合材料及其制备方法 | |
CN112480615A (zh) | 一种碳纤维/pet复合材料及其制备方法与应用 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |