CN115232336B - 一种发热膜材料及其制备方法 - Google Patents

一种发热膜材料及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN115232336B
CN115232336B CN202210700489.8A CN202210700489A CN115232336B CN 115232336 B CN115232336 B CN 115232336B CN 202210700489 A CN202210700489 A CN 202210700489A CN 115232336 B CN115232336 B CN 115232336B
Authority
CN
China
Prior art keywords
mixture
film material
carbon nano
heat
carbon
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.)
Active
Application number
CN202210700489.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN115232336A (zh
Inventor
侯滨
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Carbon Technology Guangdong Co ltd
Original Assignee
Carbon Technology Guangdong Co ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Carbon Technology Guangdong Co ltd filed Critical Carbon Technology Guangdong Co ltd
Priority to CN202210700489.8A priority Critical patent/CN115232336B/zh
Publication of CN115232336A publication Critical patent/CN115232336A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN115232336B publication Critical patent/CN115232336B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/18—Manufacture of films or sheets
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2367/00—Characterised by the use of polyesters obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain; Derivatives of such polymers
    • C08J2367/02—Polyesters derived from dicarboxylic acids and dihydroxy compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2369/00—Characterised by the use of polycarbonates; Derivatives of polycarbonates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2375/00—Characterised by the use of polyureas or polyurethanes; Derivatives of such polymers
    • C08J2375/04—Polyurethanes
    • 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
    • C08K2201/011—Nanostructured additives
    • 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
    • C08K3/02—Elements
    • C08K3/04—Carbon
    • C08K3/041—Carbon nanotubes
    • 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
    • C08K7/00—Use of ingredients characterised by shape
    • C08K7/02—Fibres or whiskers
    • C08K7/04—Fibres or whiskers inorganic
    • C08K7/06—Elements

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Processing And Handling Of Plastics And Other Materials For Molding In General (AREA)
  • Extrusion Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

本发明公开了一种发热膜材料及其制备方法，所述制备方法包括S1：将碳纳米材料和纤维润滑剂以转速50‑3000转/分钟进行搅拌30‑120分钟，获得第一混合物；S2：将第一混合物与塑料粉体进行高速混合20‑120分钟，获得第二混合物；S3：通过挤出机装置在175℃‑280℃范围内对第二混合物进行挤出造粒，获得导电母粒；S4：对导电母粒进行流延拉膜处理，获得厚度为0.02‑0.8mm的发热膜材料。在本发明中，通过对碳纳米材料进行充分的搅拌研磨，碳纳米材料能够更好地与其他材料接触，使得发热膜材料的电导率更稳定。

Description

一种发热膜材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及新型发热材料技术领域，尤其涉及一种发热膜材料及其制备方法。
背景技术
目前广泛使用的电发热材料主要有金属电阻电热材料(金属电阻丝等)、非金属电阻电热材料(石墨棒、石墨布等)。近年来，电发热膜已成为电发热材料中的一个发展方向，具有使用温度较高(最高使用温度可达900℃左右)的特点。
如中国专利CN1770930A公开了一种碳素材料电发热膜及制备方法，利用纳—微级石墨碳粉、导电炭黑粉体材料的优秀电、热性能，加入适当的稳定剂、粘结剂和分散剂制成柔软性电发热膜材料。但仍在以下问题：第一，石墨碳粉、导电炭黑粉体材料的添加量较多，造成成本高；第二，生产过程以及产品容易出现掉粉等问题。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种发热膜材料的制备方法，其能解决现有的电发热膜存在导体材料添加大、容易出现掉粉的问题。
本发明的目的之二在于提供一种发热膜材料，其能解决现有的电发热膜存在导体材料添加大、容易出现掉粉的问题。
为了达到上述目的之一，本发明所采用的技术方案如下：
一种发热膜材料的制备方法，包括以下步骤：
S1：将碳纳米材料和纤维润滑剂以转速50-3000转/分钟进行搅拌30-120分钟，获得第一混合物；
S2：将第一混合物与塑料粉体进行高速混合20-120分钟，获得第二混合物；
S3：通过挤出机装置在175℃-280℃范围内对第二混合物进行挤出造粒，获得导电母粒；
S4：对导电母粒进行流延拉膜处理，获得厚度为0.02-0.8mm的发热膜材料。
优选的，所述碳纳米材料包括碳纳米管和碳纤维的其中一种或多种。
优选的，所述步骤S1具体由以下步骤实现：
将碳纳米管、碳纤维和纤维润滑剂混合，再投入若干固体研磨材料以转速50-3000转/分钟进行搅拌30-120分钟，分离固体研磨材料，获得第一混合物，其中各物质质量分数为：碳纳米管1份，碳纤维0-10份，纤维润滑剂0-2份。
优选的，所述步骤S2具体由以下步骤实现：
将第一混合物与塑料粉体在高速混料器中以转速200-1000转/分钟进行高速混合20-120分钟，获得第二混合物，其中第二混合物中的第一混合物的含量为3％-30％。
优选的，所述塑料粉体包括PP、PC、PET、PA6、PA66、PPS、PEEK树脂、TPU和TPE软胶的其中一种或多种。
优选的，在步骤S3和S4之间还包括以下步骤：
判断导电母粒的导电率是否处于(10-104)S/m的范围，若否，则筛除，若是，则保留。
优选的，所述步骤S4具体由以下步骤实现：
通过流延机装置对导电母粒进行流延拉膜处理，获得厚度为0.02-0.8mm的发热膜材料。
为了达到上述目的之二，本发明所采用的技术方案如下：
一种发热膜材料，由上述任意一项发热膜材料的制备方法制备而得。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：通过对碳纳米材料和纤维润滑剂进行高速搅拌，使得碳纳米材料和纤维润滑剂的混合物均有更有的附着力，能够与塑料粉体形成良好的结合，并且利用碳纳米管的长径比较大的特性，锚固于塑料基材内部，避免出现掉粉或者晶点，并且降低的碳纳米材料的添加量，获得更稳定的电导率。
附图说明
图1为本发明中所述的发热膜材料的制备方法的流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述：
在本发明中，所述挤出机装置包括双螺杆挤出机、单螺杆挤出机、多螺杆挤出机和混炼机，所述流延机装置包括单螺杆流延机和双螺杆流延机。
如图1所示，一种发热膜材料的制备方法，包括以下步骤：
S1：将碳纳米材料和纤维润滑剂以转速50-3000转/分钟进行搅拌30-120分钟，获得第一混合物；
具体的，所述碳纳米材料包括碳纳米管和碳纤维的其中一种或多种，其中所述碳纳米管包括单壁碳纳米管和多壁碳纳米管其中的一种或多种。
所述步骤S1具体由以下步骤实现：
将碳纳米管、碳纤维和纤维润滑剂混合，再投入若干固体研磨材料以转速50-3000转/分钟进行搅拌30-120分钟，分离固体研磨材料，获得第一混合物，其中各物质质量分数为：碳纳米管1份，碳纤维0-10份，纤维润滑剂0-2份。优选的，当所述碳纳米材料为碳纳米管和碳纤维的混合物时，各物质质量分数为：碳纳米管1份，碳纤维2-10份；所述纤维润滑剂优选上海赢曼CX-816的纤维润滑剂。
在本发明中，在高速的搅拌作用下，固体研磨材料驱使碳纳米管、碳纤维和纤维润滑剂充分混合，达到更好的分散效果，并且在高速搅拌的过程中，固体研磨材料不断对碳纳米管、碳纤维和纤维润滑剂组成的混合物进行撞击、研磨，使得碳纳米管、碳纤维和纤维润滑剂组成的混合物的表面得到微粗化处理，提高其附着力，使得原料之间的接触更充分，搅拌完成后，将固体研磨材料从混合物中分离出来，获得第一混合物，以避免后续生产以及成品出现掉粉或者晶点，并且实现使用较低的碳纳米材料的添加量，获得更稳定的电导率。
S2：将第一混合物与塑料粉体进行高速混合20-120分钟，获得第二混合物；
具体的，所述步骤S2具体由以下步骤实现：
在常温下，将第一混合物与塑料粉体在高速混料器中以转速200-1000转/分钟进行高速混合20-120分钟，获得第二混合物，其中第二混合物中的第一混合物的含量为3％-30％。优选的，所述塑料粉体包括PP、PC、PET、PA6、PA66、PPS、PEEK树脂、TPU和TPE软胶的其中一种或多种。
S3：通过挤出机装置在175℃-280℃范围内对第二混合物进行挤出造粒，获得导电母粒；
优选的，还可在步骤S3和S4之间还包括以下步骤：
判断导电母粒的导电率是否处于(10-104)S/m的范围，若否，则筛除，若是，则保留。具体的，还可对挤出机装置产生的导电母粒的导电率进行检测，当导电母粒的导电率处于(10-104)S/m的范围，即可投入步骤S4，进行流延拉膜处理，
S4：对导电母粒进行流延拉膜处理，获得厚度为0.02-0.8mm的发热膜材料。
具体的，所述步骤S4具体由以下步骤实现：
通过流延机装置对导电母粒进行流延拉膜处理，获得厚度为0.02-0.8mm的发热膜材料。优选的，可根据实际需要，将发热膜材料加工成各种形状尺寸的片材，并通过涂布银浆电极或导电胶连接铜箔电极，在9V～220V电压条件下，通过调节添加量和膜材料厚度从而改变电阻及发热功率，形成各种发热材料应用场景。
实施例一：
如表1所示，在本实施例中，将20份的碳纳米管和10份的纤维润滑剂混合，再投入若干固体研磨材料以转速1000转/分钟进行搅拌60分钟，分离固体研磨材料，获得第一混合物，再将第一混合物与塑料粉体(PC)在高速混料器中以转速900转/分钟进行高速混合90分钟，获得第二混合物，然后通过双螺杆挤出机装置在250℃以转速400转/分钟对第二混合物进行挤出造粒，获得导电母粒，在温度270℃下，将导电母粒放入单螺杆流延机装置以转速300转/分钟进行流延拉膜处理，获得厚度为0.02-0.8mm的发热膜材料，检测发热膜材料的物理性能，其导电性符合导体标准，电阻率为35欧姆·米。
表1：
Figure BDA0003703782490000071
实施例二：
如表2所示，在本实施例中，将12份的碳纳米管、18份的碳纤维和10份的纤维润滑剂混合，再投入若干固体研磨材料以转速1000转/分钟进行搅拌60分钟，分离固体研磨材料，获得第一混合物，再将第一混合物与塑料粉体(PET)在高速混料器中以转速900转/分钟进行高速混合120分钟，获得第二混合物，然后通过双螺杆挤出机装置在250℃以转速400转/分钟对第二混合物进行挤出造粒，获得导电母粒，在温度250℃下，将导电母粒放入单螺杆流延机装置以转速300转/分钟进行流延拉膜处理，获得厚度为0.1-0.8mm的发热膜材料，检测发热膜材料的物理性能，其导电性符合导体标准，电阻率为45欧姆·米。
表2：
Figure BDA0003703782490000081
实施例三：
如表3所示，在本实施例中，将10份的碳纳米管、5份的碳纤维和10份的纤维润滑剂混合，再投入若干固体研磨材料以转速500转/分钟进行搅拌90分钟，分离固体研磨材料，获得第一混合物，再将第一混合物与塑料粉体(TPU)在高速混料器中以转速800转/分钟进行高速混合90分钟，获得第二混合物，然后通过双螺杆挤出机装置在200℃以转速400转/分钟对第二混合物进行挤出造粒，获得导电母粒，在温度200℃下，将导电母粒放入单螺杆流延机装置以转速300转/分钟进行流延拉膜处理，获得厚度为0.1-0.8mm的发热膜材料，检测发热膜材料的物理性能，其导电性符合导体标准，电阻率为55欧姆·米。
表3：
Figure BDA0003703782490000091
Figure BDA0003703782490000101
实施例四：
一种发热膜材料，由上述实施例一至四任意一项发热膜材料的制备方法制备而得。
对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种发热膜材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：将碳纳米材料和纤维润滑剂混合后，再投入若干固体研磨材以转速50-3000转/分钟进行搅拌30-120分钟，分离固体研磨材料，获得第一混合物，固体研磨材用于，在高速搅拌的过程中，不断对碳纳米管、碳纤维和纤维润滑剂组成的混合物进行撞击、研磨，使得碳纳米管、碳纤维和纤维润滑剂组成的混合物的表面得到微粗化处理，提高其附着力，使得原料之间的接触更充分，驱使碳纳米管、碳纤维和纤维润滑剂充分混合，达到更好的分散效果，所述碳纳米材料包括碳纳米管和碳纤维，所述碳纳米管包括单壁碳纳米管和多壁碳纳米管其中的一种或多种，
搅拌完成后，将固体研磨材料从混合物中分离出来，获得第一混合物，以避免后续生产以及成品出现掉粉或者晶点，获得稳定的电导率；
S2：将第一混合物与塑料粉体进行高速混合20-120分钟，获得第二混合物；
S3：通过挤出机装置在175℃-280℃范围内对第二混合物进行挤出造粒，获得导电母粒；
S4：对导电母粒进行流延拉膜处理，获得厚度为0.02-0.8mm的发热膜材料。
2.如权利要求1所述的发热膜材料的制备方法，其特征在于：所述步骤S1中，其中各物质质量分数为：碳纳米管1份，碳纤维0-10份，纤维润滑剂0-2份。
3.如权利要求1所述的发热膜材料的制备方法，其特征在于：所述步骤S2具体由以下步骤实现：
将第一混合物与塑料粉体在高速混料器中以转速200-1000转/分钟进行高速混合20-120分钟，获得第二混合物，其中第二混合物中的第一混合物的含量为3％-30％。
4.如权利要求3所述的发热膜材料的制备方法，其特征在于：所述塑料粉体包括PP、PC、PET、PA6、PA66、PPS、PEEK树脂、TPU和TPE软胶的其中一种或多种。
5.如权利要求1所述的发热膜材料的制备方法，其特征在于：在步骤S3和S4之间还包括以下步骤：
判断导电母粒的导电率是否处于(10-104)S/m的范围，若否，则筛除，若是，则保留。
6.如权利要求1所述的发热膜材料的制备方法，其特征在于：所述步骤S4具体由以下步骤实现：
通过流延机装置对导电母粒进行流延拉膜处理，获得厚度为0.02-0.8mm的发热膜材料。
7.一种发热膜材料，其特征在于，由上述权利要求1-6任意一项发热膜材料的制备方法制备而得。
CN202210700489.8A 2022-06-20 2022-06-20 一种发热膜材料及其制备方法 Active CN115232336B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210700489.8A CN115232336B (zh) 2022-06-20 2022-06-20 一种发热膜材料及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210700489.8A CN115232336B (zh) 2022-06-20 2022-06-20 一种发热膜材料及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN115232336A CN115232336A (zh) 2022-10-25
CN115232336B true CN115232336B (zh) 2023-04-14

Family

ID=83669325

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210700489.8A Active CN115232336B (zh) 2022-06-20 2022-06-20 一种发热膜材料及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN115232336B (zh)

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5616943B2 (ja) * 2012-02-21 2014-10-29 大日精化工業株式会社 導電性樹脂組成物の製造方法及び導電性樹脂組成物
CN106084738A (zh) * 2016-06-30 2016-11-09 嘉兴市高正高分子材料有限公司 一种碳纳米管改性的tpu抗静电薄膜
CN111372337A (zh) * 2020-04-01 2020-07-03 厦门朗纳科材料技术有限公司 一种导电发热膜及其制备方法
CN113308104A (zh) * 2021-06-01 2021-08-27 江苏天奈科技股份有限公司 一种高导电塑料母粒及其制备方法、导电塑料粒子

Also Published As

Publication number Publication date
CN115232336A (zh) 2022-10-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108384213A (zh) 一种高导电率的聚碳酸酯复合材料及其制备方法
CN106968026A (zh) 一种石墨烯碳黑复合导电纤维的制备方法
CN102953137A (zh) 高弹性导电纤维及其制备方法
CN101942134B (zh) 一种各向异性导电高分子复合材料的制备方法
CN115216130A (zh) 高导电、高平整度且低微气孔的碳纳米管改性聚碳酸酯复合材料及其制备方法和制品
CN115232336B (zh) 一种发热膜材料及其制备方法
CN102690528B (zh) 一种熔融共混制备聚合物基导电复合材料的方法
KR20110000296A (ko) 전자파차폐 효율이 우수한 고분자/탄소나노튜브 복합체의 제조방법과 이를 이용하여 제조된 고분자/탄소나노튜브 복합체
CN107129671A (zh) 一种各向异性导电高分子复合材料的制备方法
CN111081423B (zh) 一种定向导电复合材料及其制备方法与应用
CN103740102A (zh) 一种导电尼龙复合材料及其制备方法
CN109251429B (zh) Pvc中易于分散的石墨烯/碳纳米管母粒及其制法和应用
CN110804234A (zh) 一种新型的石墨烯制备pptc过流保护元件的方法
CN115678170A (zh) 一种导电tpv弹性材料及其制备方法
CN115678219A (zh) 一种petg导电复合材料及其制备方法和应用
CN110724340B (zh) 一种永久抗静电聚丙烯复合材料及其制备方法
KR101071617B1 (ko) 고분자 복합재 및 그의 제조방법
JP2003342476A (ja) 導電性樹脂材料
CN108003615A (zh) 一种高导热聚酰亚胺复合材料及其制备方法
KR102083427B1 (ko) 셀룰로오스 나노섬유의 결정영역 또는 비결정 영역에 탄소나노튜브가 삽입되어 전기 경로 네트워크를 형성하는 셀룰로오스 나노섬유 기반 전기전도성 복합체.
CN114103348B (zh) 多层复合bope电容膜及其制备方法
JP2006193649A (ja) 炭素繊維含有樹脂成形体
CN112552581A (zh) 一种导电热塑性弹性体复合材料及其制备方法
CN115612160B (zh) 一种导热尼龙复合材料的制备方法
CN116003985B (zh) 一种导电玻璃纤维增强聚碳酸酯复合材料及其制备方法和应用

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