一种导热型热塑性硫化橡胶弹性体材料的制备方法及产品技术

本发明专利技术涉及功能性弹性体材料技术领域，提供了一种导热型热塑性硫化橡胶材料的制备方法及产品，该制备方法包含：(1)使用偶联剂对导热填料进行表面修饰并干燥；(2)将改性导热填料与基体树脂混合，经熔融共混、挤出、造粒并干燥，得到导热树脂粒料；(3)将导热树脂粒料与橡胶、硫化体系混合，进行动态硫化反应并挤出造粒，得到导热型热塑性硫化橡胶弹性体材料。本发明专利技术制备的热塑性硫化橡胶弹性体除了具有导热填料用量少、材料的导热性能优异之外，还具有加工成型性能优异，生产工艺简单、生产效率高和可回收再利用等优点，可广泛应用于电子电工，汽车等诸多领域，因此具有广阔的市场应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种导热型热塑性硫化橡胶弹性体材料的制备方法及产品
本专利技术涉及功能性弹性体材料
，具体涉及一种导热型热塑性硫化橡胶弹性体材料的制备方法及产品。
技术介绍
随着电子技术的发展，电子科技产品愈发倾向轻量化和高性能化。电子产品在使用过程中会产生振动并释放热量，如果不能及时地将热量排出，将严重影响电子元器件的使用寿命。传统的导热橡胶材料虽然具有高弹性、高导热性和绝缘性等诸多特性，但由于橡胶材料本身加工成型方法单一，且存在成型后难以重复使用等问题，从而在很大程度上限制了其在电子产品上的应用。导热型热塑性硫化橡胶材料，可以在保持导热性和高弹性的同时，又具有良好的加工成型性能以及可重复加工等特性，因而具有广阔的应用前景和商业价值。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种导热型热塑性硫化橡胶材料的制备方法及产品，其特点在于不但可提高弹性体材料的导热性能，还可使其具有良好的加工性能和可重复使用性。专利技术的技术原理是：利用热塑性硫化橡胶(TPV)弹性体中树脂相为连续相、橡胶相为分散相的结构特点，通过在树脂相中加入一定量的改性导热填料，在TPV弹性体中形成导热网链，进而提高TPV弹性体的导热性能。基于上述技术原理，本专利技术的实施方式提供了一种导热型热塑性硫化橡胶弹性体材料的制备方法，包含如下步骤：(1)使用偶联剂对导热填料进行表面修饰并干燥，得到改性导热填料；(2)将所述改性导热填料与基体树脂混合，经熔融共混、挤出、造粒并干燥，得到导热树脂粒料；(3)将所述导热树脂粒料与橡胶、硫化体系混合，进行动态硫化反应并挤出造粒，得到导热型热塑性硫化橡胶弹性体材料。优选地，所述导热填料为碳纳米管、石墨烯、石墨、炭黑、碳化硅、碳化硼、碳化铬、碳化钨、氮化硅、氮化硼、氮化铝、氧化铍、氧化铝、氧化锌、铜、银、金、铝和镍中的至少一种。优选地，所述偶联剂为硅烷偶联剂、铝酸酯偶联剂和钛酸酯偶联剂中的至少一种。优选地，所述偶联剂的用量为所述导热填料的1～3wt％。优选地，所述基体树脂为聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯、聚酰胺、聚氯乙烯和聚氨酯中的至少一种。优选地，所述橡胶为三元乙丙橡胶、丁基橡胶、丁腈橡胶、丙烯酸酯橡胶、乙烯-丙烯酸酯橡胶、聚烯烃类弹性体、硅橡胶和氟橡胶中的至少一种。优选地，所述改性导热填料与基体树脂的质量比为(10～40):100。优选地，所述熔融共混、挤出、造粒过程在双螺杆挤出机中进行，双螺杆挤出机的熔融挤出温度为160～240℃。优选地，所述硫化体系为硫磺、过氧化物、硫磺给予体、金属氧化物和合成树脂中的至少一种。优选地，所述导热树脂粒料与橡胶、硫化体系的质量比为(30～50):(70～50):(1.75～1.25)。优选地，动态硫化反应在双螺杆挤出机中进行，动态硫化的温度为180～220℃，时间为10～15min，挤出机转速为50～80rpm。本专利技术的实施方式也提供由上述方法制备得到的导热型热塑性硫化橡胶弹性体材料，包含树脂连续相和均匀分散在所述树脂连续相中的橡胶相，所述树脂连续相包含改性导热填料与基体树脂，所述改性导热填料在所述树脂连续相中相互连接并形成导热网链结构。相对于现有技术，本专利技术的实施方式所制备出的导热型热塑性硫化橡胶弹性体材料，既具有导热材料优异的导热性能，又兼顾了TPV弹性体材料优异的加工成型性能和绿色环保性，提高了导热弹性体材料的附加价值，拓宽了其应用范围，在导热型弹性体材料理论研究和应用开发等方面具有重要意义。【附图说明】为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：图1为本专利技术的导热型热塑性硫化橡胶弹性体材料的制备方法流程示意图；其中，1-改性导热填料，2-树脂连续相，3-硫化橡胶相。【具体实施方式】为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本专利技术各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请各权利要求所要求保护的技术方案。在本专利技术的具体实施方式中，提供了导热型热塑性硫化橡胶弹性体材料的制备方法，包含如下步骤：(1)使用偶联剂对导热填料进行表面修饰并干燥，得到改性导热填料；(2)将所述改性导热填料与基体树脂混合，经熔融共混、挤出、造粒并干燥，得到导热树脂粒料；(3)将所述导热树脂粒料与橡胶、硫化体系混合，进行动态硫化反应并挤出造粒，得到导热型热塑性硫化橡胶弹性体材料。在本专利技术的具体实施方式中，所述导热填料为碳纳米管、石墨烯、石墨、炭黑、碳化硅、碳化硼、碳化铬、碳化钨、氮化硅、氮化硼、氮化铝、氧化铍、氧化铝、氧化锌、铜、银、金、铝和镍中的至少一种。在本专利技术的具体实施方式中，所述偶联剂为硅烷偶联剂、铝酸酯偶联剂和钛酸酯偶联剂中的至少一种。在本专利技术的具体实施方式中，所述偶联剂的用量为所述导热填料的1～3wt％。在本专利技术的具体实施方式中，所述基体树脂为聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯、聚酰胺、聚氯乙烯和聚氨酯中的至少一种。在本专利技术的具体实施方式中，所述橡胶为三元乙丙橡胶、丁基橡胶、丁腈橡胶、丙烯酸酯橡胶、乙烯-丙烯酸酯橡胶、聚烯烃类弹性体、硅橡胶和氟橡胶中的至少一种。在本专利技术的具体实施方式中，改性导热填料与基体树脂的质量比为(10～40):100。在本专利技术的具体实施方式中，所述熔融共混、挤出、造粒过程在双螺杆挤出机中进行，双螺杆挤出机的熔融挤出温度为160～240℃。在本专利技术的具体实施方式中，所述硫化体系为硫磺、过氧化物、硫磺给予体、金属氧化物和合成树脂中的至少一种。在本专利技术的具体实施方式中，所述导热树脂粒料与所述橡胶、所述硫化体系的质量比为(30～50):(70～50):(1.75～1.25)。在本专利技术的具体实施方式中，动态硫化反应在双螺杆挤出机中进行，动态硫化的温度为180～220℃，时间为10～15min，挤出机转速为50～80rpm。在本专利技术的具体实施方式中，由上述方法制备得到的导热型热塑性硫化橡胶弹性体材料，包含树脂连续相和均匀分散在所述树脂连续相中的橡胶相，所述树脂连续相包含改性导热填料与基体树脂，所述改性导热填料在所述树脂连续相中相互连接并形成导热网链结构。以下是本专利技术的具体实施方式的一些举例：实施例1本实施例制备导热型热塑性硫化橡胶弹性体材料的方法，选用聚丙烯为树脂相，三元乙丙橡胶为橡胶相，氮化铝为导热填料，包括以下步骤：(1)首先将氮化铝粉末在氮化硼坩埚中1600～1850℃下进行煅烧，冷却后再利用钛酸四丁酯偶联剂对氮化铝粉末进行表面处理，随后在60℃的鼓风烘箱中干燥6个小时；(2)将聚丙烯粒料与处理过的氮化铝粉末按照100:20的比例在200℃的双螺杆挤出机中60r/min转速下经过熔融共混、挤出、水冷、造粒最终制备出导热型聚丙烯粒料；(3)随后将导热聚丙烯粒料和三元乙丙生胶置于鼓风烘箱中在80℃下干燥2小时，取出三元乙丙生胶置于150℃下的密炼机中在80r/min转速下塑炼5min，得到三元乙丙塑炼胶；(4)将导热聚丙本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种导热型热塑性硫化橡胶弹性体材料的制备方法，其特征在于，包含如下步骤：(1)使用偶联剂对导热填料进行表面修饰并干燥，得到改性导热填料；(2)将所述改性导热填料与基体树脂混合，经熔融共混、挤出、造粒并干燥，得到导热树脂粒料；(3)将所述导热树脂粒料与橡胶、硫化体系混合，进行动态硫化反应并挤出造粒，得到导热型热塑性硫化橡胶弹性体材料。

【技术特征摘要】
1.一种导热型热塑性硫化橡胶弹性体材料的制备方法，其特征在于，包含如下步骤：(1)使用偶联剂对导热填料进行表面修饰并干燥，得到改性导热填料；(2)将所述改性导热填料与基体树脂混合，经熔融共混、挤出、造粒并干燥，得到导热树脂粒料；(3)将所述导热树脂粒料与橡胶、硫化体系混合，进行动态硫化反应并挤出造粒，得到导热型热塑性硫化橡胶弹性体材料。2.根据权利要求1所述的导热型热塑性硫化橡胶弹性体材料的制备方法，其特征在于，所述导热填料为碳纳米管、石墨烯、石墨、炭黑、碳化硅、碳化硼、碳化铬、碳化钨、氮化硅、氮化硼、氮化铝、氧化铍、氧化铝、氧化锌、铜、银、金、铝和镍中的至少一种。3.根据权利要求1所述的导热型热塑性硫化橡胶弹性体材料的制备方法，其特征在于，所述偶联剂为硅烷偶联剂、铝酸酯偶联剂和钛酸酯偶联剂中的至少一种。4.根据权利要求3所述的导热型热塑性硫化橡胶弹性体材料的制备方法，其特征在于，且所述偶联剂的用量为所述导热填料的1～3wt％。5.根据权利要求1所述的导热型热塑性硫化橡胶弹性体材料的制备方法，其特征在于，所述基体树脂为聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯、聚酰胺、聚氯乙烯和聚氨酯中的至少一种。6.根据权利要求1所述的导热型热塑性硫化橡胶弹性体材料的制备方法，其特征在于，所述橡胶为三元乙丙橡胶、丁基橡胶、丁腈橡胶、丙烯酸酯橡胶、乙烯-丙烯酸酯橡胶、聚...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐浩，王宏远，王萃林，
申请(专利权)人：瑞声科技南京有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32