高強度PVC導熱復合材料及其制備方法技術

本發(fā)明專利技術涉及導熱復合材料領域，具體地說是一種高強度PVC導熱復合材料及其制備方法。該高強度PVC導熱復合材料的原料重量比為：石墨：5?18%、氮化鋁：0.1?0.9%、納米氧化鋁：0.6?2.5%、氮化硼：0.3?1.2%、偶聯(lián)劑：0.05?0.5%、分散劑：0.3?1.5%，其余為PVC粉，制備方法為將原料按比例混勻后置于振動罐內振動100?120?min，使各成分均勻分散到PVC基體中，取出振動后的反應物，填充于平板硫化機的模具中，高溫熱壓后脫模得到高強度PVC導熱復合材料。本發(fā)明專利技術的高強度PVC導熱復合材料具有良好的導熱性能的同時，還兼具很好的抗拉強度，且制備方法反應效率高，節(jié)約能源，無工業(yè)廢料，生產成本低，市場前景好。

【技術實現(xiàn)步驟摘要】
高強度PVC導熱復合材料及其制備方法
本專利技術涉及導熱復合材料領域，具體地說是一種高強度PVC導熱復合材料及其制備方法。
技術介紹
PVC（聚氯乙烯）是五大通用樹脂之一，國內外生產量極大，應用范圍廣闊。日常生活中的很大一部分產品都由PVC制備，但是其自身存在的一些缺陷，如低導熱性、機械強度低等，大大限制了其應用范圍。將低導熱PVC制備成導熱性能良好且高強度的復合材料，將可以擴大PVC在LED照明、汽車、加熱/冷卻/制冷等領域的應用。在PVC導熱復合材料制備方法方面，利用密煉機將PVC基體與石墨粉體按照一定比例密煉塑化，再放入雙螺開煉機擠出造粒，用平板硫化機熱壓成型。根據加工方式和對原料要求的不同，加工方法可分為：熔融混合、研磨混合、溶液共混、粉末混合。熔融混合是將導熱填料粉末與熔融PVC借助混煉設備混合，然后加工成型。此方法在熔融混煉的過程中需要高溫和較長時間進行混煉，因此會有有毒氣體如Cl2放出，不利于環(huán)保，且需要高溫高耗能的操作過程，從經濟角度考慮，成本較高。但該方法現(xiàn)在廣泛應用于塑料制品業(yè)，其工藝成熟，板材機械性能好。研磨混合：研磨混合法是將PVC與導熱填料經過研磨，使其均勻混合，再進行熔融澆鑄成型。研磨法工藝手段相對簡單，但每次處理量非常少，研磨過程中誤差也高，不適于工業(yè)生產。溶液共混：該法是將PVC溶于適當的溶劑中，均勻分散導熱填料于溶液中，蒸發(fā)以后，將PVC與導熱填料混合物熔融澆鑄，擠出或模壓成型。此方法污染高，溶劑的回收和無毒化是非常難攻克的技術難點，環(huán)保效應差。粉末混合：粉末混合法是目前最具有前景的應用技術，并且環(huán)保效應強。該方法往往存在著填充料分散不均勻的問題，導致材料成分不均一，性能不穩(wěn)定。
技術實現(xiàn)思路
本專利技術的目的是克服PVC低導熱性和低機械強度的問題，提供一種高強度PVC導熱復合材料及其制備方法。本專利技術的方案是通過這樣實現(xiàn)的：一種高強度PVC導熱復合材料，其原料重量比為：石墨：5-18%、氮化鋁：0.1-0.9%、納米氧化鋁：0.6-2.5%、氮化硼：0.3-1.2%、偶聯(lián)劑：0.05-0.5%、分散劑：0.3-1.5%，其余為PVC粉。優(yōu)選的，高強度PVC導熱復合材料原料重量比為：石墨：8-15%、氮化鋁：0.3-0.6%、納米氧化鋁：0.9-2.0%、氮化硼：0.6-1.0%、偶聯(lián)劑：0.1-0.3%、分散劑：0.5-1.2%，其余為PVC粉。優(yōu)選的，高強度PVC導熱復合材料原料重量比為：石墨：11%、氮化鋁：0.4%、納米氧化鋁：1.2%、氮化硼：0.9%、偶聯(lián)劑：0.2%、分散劑：0.8%，其余為PVC粉。優(yōu)選的，所述偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑或鈦酸酯類偶聯(lián)劑。優(yōu)選的，所述分散劑為石蠟、硬脂酸鋇、硬脂酸鈣中的一種以上。上述高強度PVC導熱復合材料的制備方法，該方法是將石墨：5-18%、氮化鋁：0.1-0.9%、納米氧化鋁：0.6-2.5%、氮化硼：0.3-1.2%、偶聯(lián)劑：0.05-0.5%、分散劑：0.3-1.5%和PVC粉混勻，將混勻后的原料置于振動罐內振動100-120min，使各成分均勻分散到PVC基體中，取出振動后的反應物，填充于平板硫化機的模具中，高溫熱壓后脫模得到高強度PVC導熱復合材料。優(yōu)選的，所述振動罐內壁為聚四氟乙烯，振動罐的振動頻率為45-55Hz，振幅為5-8mm，振動力為12000-15000N，振動功率為0.8-1kw。優(yōu)選的，所述高溫熱壓其條件為壓力6-10MP、溫度160-180℃，熱壓10~20min。本專利技術實現(xiàn)的技術原理是：石墨、氮化鋁、納米氧化鋁、氮化硼在偶聯(lián)劑、分散劑和振動罐振動作用下，均勻地分散在PVC基體中，復合材料內部形成更為密集的導熱網絡，導熱性能增強，同時各金屬元素賦予復合材料更高的機械強度。本專利技術具備以下良好效果：（1）本專利技術的高強度PVC導熱復合材料具有良好的導熱性能。（2）本專利技術的高強度PVC導熱復合材料具有良好的機械強度，其縱向拉伸強度和橫向拉伸強度都在50MPa以上。（3）本專利技術制備方法過程沒有Cl2排放，無工業(yè)廢料產生，且過程中不需添加有毒有害化學試劑，環(huán)保效應強，生產成本低，市場前景好。具體實施方式以下結合實施例和描述本專利技術一種高強度PVC導熱復合材料及其制備方法，這些描述并不是對本
技術實現(xiàn)思路
作進一步的限定。實施例1一種高強度PVC導熱復合材料，其原料重量比為：石墨：11%、氮化鋁：0.4%、納米氧化鋁：1.2%、氮化硼：0.9%、偶聯(lián)劑：0.2%、分散劑：0.8%，其余為PVC粉，所述偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑，所述分散劑為石蠟和硬脂酸鋇。制備該高強度PVC導熱復合材料的方法，是將石墨：11%、氮化鋁：0.4%、納米氧化鋁：1.2%、氮化硼：0.9%、硅烷偶聯(lián)劑：0.2%、分散劑石蠟和硬脂酸鋇：0.8%以及PVC粉混勻，將混勻后的原料置于內壁為聚四氟乙烯的振動罐內振動100min，振動頻率為45Hz，振幅為5mm，振動力為12000N，振動功率為0.8kw，使各成分均勻分散到PVC基體中，取出振動后的反應物，填充于平板硫化機的模具中，在壓力6MP、溫度160℃下熱壓10min，熱壓后脫模得到高強度PVC導熱復合材料。實施例2一種高強度PVC導熱復合材料，其原料重量比為：石墨：5%、氮化鋁：0.9%、納米氧化鋁：0.6%、氮化硼：1.2%、偶聯(lián)劑：0.05%、分散劑：1.5%，所述偶聯(lián)劑為鈦酸酯類偶聯(lián)劑，所述分散劑為石蠟和硬脂酸鈣。制備該高強度PVC導熱復合材料的方法，是將石墨：5%、氮化鋁：0.9%、納米氧化鋁：0.6%、氮化硼：1.2%、鈦酸酯類偶聯(lián)劑：0.05%、分散劑石蠟和硬脂酸鈣：1.5%以及PVC粉混勻，將混勻后的原料置于內壁為聚四氟乙烯的振動罐內振動120min，振動頻率為55Hz，振幅為8mm，振動力為15000N，振動功率為1kw，使各成分均勻分散到PVC基體中，取出振動后的反應物，填充于平板硫化機的模具中，在壓力10MP、溫度180℃下熱壓20min，熱壓后脫模得到高強度PVC導熱復合材料。實施例3一種高強度PVC導熱復合材料，其原料重量比為：石墨：18%、氮化鋁：0.1%、納米氧化鋁：2.5%、氮化硼：0.3%、偶聯(lián)劑：0.5%、分散劑：0.3%，所述偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑，所述分散劑為石蠟和硬脂酸鋇。制備該高強度PVC導熱復合材料的方法，是將石墨：18%、氮化鋁：0.1%、納米氧化鋁：2.5%、氮化硼：0.3%、硅烷偶聯(lián)劑：0.5%、分散劑石蠟和硬脂酸鋇：0.3%以及PVC粉混勻，將混勻后的原料置于內壁為聚四氟乙烯的振動罐內振動110min，振動頻率為50Hz，振幅為6mm，振動力為14000N，振動功率為0.9kw，使各成分均勻分散到PVC基體中，取出振動后的反應物，填充于平板硫化機的模具中，在壓力8MP、溫度170℃下熱壓15min，熱壓后脫模得到高強度PVC導熱復合材料。實施例4一種高強度PVC導熱復合材料，其原料重量比為：石墨：15%、氮化鋁：0.6%、納米氧化鋁：1.8%、氮化硼：0.7%、偶聯(lián)劑：0.4%、分散劑：1.2%，其余為PVC粉，所述偶聯(lián)劑為鈦酸酯類偶聯(lián)劑，所述分散劑為石蠟和硬脂酸鈣。制備該高強度PVC導熱復合材料的方法，是將石墨：15%、氮化鋁：0.6%、納米氧化鋁：1.本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種高強度PVC導熱復合材料，其特征在于，其原料重量比為：石墨：5?18%、氮化鋁：0.1?0.9%、納米氧化鋁：0.6?2.5%、氮化硼：0.3?1.2%、偶聯(lián)劑：0.05?0.5%、分散劑：0.3?1.5%，其余為PVC粉。

【技術特征摘要】
1.一種高強度PVC導熱復合材料，其特征在于，其原料重量比為：石墨：5-18%、氮化鋁：0.1-0.9%、納米氧化鋁：0.6-2.5%、氮化硼：0.3-1.2%、偶聯(lián)劑：0.05-0.5%、分散劑：0.3-1.5%，其余為PVC粉。2.根據權利要求1所述的高強度PVC導熱復合材料，其特征在于，其原料重量比為：石墨：8-15%、氮化鋁：0.3-0.6%、納米氧化鋁：0.9-2.0%、氮化硼：0.6-1.0%、偶聯(lián)劑：0.1-0.3%、分散劑：0.5-1.2%，其余為PVC粉。3.根據權利要求2所述的高強度PVC導熱復合材料，其特征在于，其原料重量比為：石墨：11%、氮化鋁：0.4%、納米氧化鋁：1.2%、氮化硼：0.9%、偶聯(lián)劑：0.2%、分散劑：0.8%，其余為PVC粉。4.根據權利要求1-3任一項所述的高強度PVC導熱復合材料，其特征在于，所述偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑或鈦酸酯類偶聯(lián)劑。5.根據權利要求1-3任一項所述的高強度PVC導熱復...

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：唐翔，陳素云，
申請(專利權)人：唐翔，李撰，
類型：發(fā)明
國別省市：廣西,45