一种吸波导热热塑性复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种吸波导热热塑性复合材料及其制备方法，吸波导热热塑性复合材料的原料以质量份数计，由下述原料制成：热塑性树脂86～96份，CoNi/CNTs复合材料13～23份，改性h

【技术实现步骤摘要】
一种吸波导热热塑性复合材料及其制备方法


[0001]本专利技术属于材料领域，涉及一种热塑性材料，尤其涉及一种吸波导热热塑性复合材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]近年来，如何实现“轻量化”与“绿色化”的结合，已成为一个亟需深入研究的课题。热塑性复合材料(FRT)因在成形性、韧性、可循环使用与回收性等多方面的性能明显优于以热固性树脂为基体的复合材料，在生产生活中的应用越发广泛。将热塑性树脂与软磁性材料进行复合，制备出的材料更是在电磁吸收与屏蔽、医疗卫生等领域都展现出极为广阔的应用发展前景。
[0003]目前，广泛使用的电磁波吸收材料导热性并不十分优秀，在电子设备中使用时容易因散热不佳导致温度异常升高等问题的出现。经过发展与革新，吸波导热复合材料的生产日趋产业化、标准化，但仍有许多理论和工艺有待于进一步探索优化。其中，在制备带有磁性的吸波导热材料时，通常是简单的将树脂基体与磁性粉末进行混合，加之磁性材料固有的易团聚性质，极易造成磁性材料的分布不均匀，对性能造成不利影响。如何在利用磁性材料提高吸波性能和导热性能的同时，改善其在树脂基体中的分散能力，具有十分重要的意义。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供一种吸波导热热塑性复合材料及其制备方法，以克服现有技术的缺陷。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供一种吸波导热热塑性复合材料，具有这样的特征：原料以质量份数计，由下述原料制成：热塑性树脂86～96份，CoNi/CNTs复合材料13～23份，改性h
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BN粉末5份，增塑剂5份，偶联剂3份，润滑剂2份；改性h
‑
BN粉末为羟基功能化改性的h
‑
BN纳米片。
[0006]进一步，本专利技术提供一种吸波导热热塑性复合材料，还可以具有这样的特征：其中，所述CoNi/CNTs复合材料的制备方法为：
[0007]步骤一、将四水合乙酸镍和四水合乙酸钴溶解在有机溶剂中，于200℃下保温8小时进行溶剂热反应，得到CoNi双金属合金前体；
[0008]步骤二、将CoNi双金属合金前体和盐酸多巴胺溶解在三羟甲基氨基甲烷水溶液中，搅拌4小时，干燥后于700℃保温2小时，得到CoNi/CNTs复合材料。
[0009]进一步，本专利技术提供一种吸波导热热塑性复合材料，还可以具有这样的特征：其中，步骤一中，所述有机溶剂为乙二醇；四水合乙酸镍、四水合乙酸钴和乙二醇的质量比为1∶5∶90；步骤二中，三羟甲基氨基甲烷、CoNi双金属合金前体和盐酸多巴胺的质量比为5∶2∶1。
[0010]进一步，本专利技术提供一种吸波导热热塑性复合材料，还可以具有这样的特征：其
中，所述改性h
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BN粉末的制备方法为：将h
‑
BN粉末与氢氧化钠溶液混合，进行球磨，得到羟基功能化改性的h
‑
BN纳米片。
[0011]进一步，本专利技术提供一种吸波导热热塑性复合材料，还可以具有这样的特征：其中，球磨中，球料比为50∶1，转速为300r/min，时间为18小时；磨球为8mm的玛瑙球；球磨结束后，收集样品并先后用稀盐酸和去离子水进行离心处理，去除铁制球磨罐磨损出的Fe
3+
残留物，并使混合物的PH值接近7。
[0012]氢氧化钠溶液的浓度为1mol/L，h
‑
BN粉末和氢氧化钠的质量比为1∶2。
[0013]进一步，本专利技术提供一种吸波导热热塑性复合材料，还可以具有这样的特征：其中，所述热塑性树脂基体为：密度为0.9g/cm3、熔融指数为70g/10min的聚丙烯(PP)，密度为0.96g/cm3、熔融指数为70g/10min的聚苯醚(PPO)，密度为1.05g/cm3、熔融指数为60g/10min的聚苯乙烯(PS)中的一种或几种；所述增塑剂为邻苯二甲酸二异壬酯、邻苯二甲酸二正丁酯、邻苯二甲酸二(2
‑
乙基)酯中一种或几种；所述偶联剂为酞酸酯偶联剂、锆类偶联剂中的一种或几种；所述润滑剂为油酸酰胺、液体石蜡的一种或几种。
[0014]本专利技术还提供一种吸波导热热塑性复合材料的制备方法，具有这样的特征：包括以下步骤：
[0015]S1、在100℃的温度下用有机溶剂溶解一部分热塑性树脂，然后加入CoNi/CNTs复合材料，并通过搅拌混合溶液以分散CoNi/CNTs复合材料、蒸发有机溶剂，冷却至室温后，形成胶体混合物；
[0016]S2、于70℃干燥10小时，得到CoNi合金粉末/树脂复合母料；
[0017]S3、将CoNi合金粉末/树脂复合母料、剩余部分热塑性树脂、改性h
‑
BN粉末、增塑剂、偶联剂和润滑剂混合，待混合均匀后加入到双螺杆挤出机中，经七步熔融共混挤出，冷却切粒获得吸波导热热塑性复合材料。
[0018]进一步，本专利技术提供一种吸波导热热塑性复合材料的制备方法，还可以具有这样的特征：其中，S1中，有机溶剂为甲苯、三氯甲烷、间甲酚中的一种或几种。
[0019]进一步，本专利技术提供一种吸波导热热塑性复合材料的制备方法，还可以具有这样的特征：其中，S1中的一部分热塑性树脂与S3中剩余部分热塑性树脂的质量比为1∶1。
[0020]进一步，本专利技术提供一种吸波导热热塑性复合材料的制备方法，还可以具有这样的特征：其中，所述双螺杆挤出机从进料端至出料端分为七区，温度设置为第一区为150℃
±
5℃，第二区为180℃
±
5℃，第三区为190℃
±
5℃，第四区为200℃
±
5℃，第五区为200℃
±
10℃，第六区为205℃
±
5℃，第七区为205℃
±
10℃；冷却切粒采用水冷热切造粒。
[0021]本专利技术的有益效果在于：
[0022]一种吸波导热热塑性复合材料及其制备方法，应用磁电耦合的策略制备出吸波功能较佳的CoNi/CNTs复合材料，而且使用两步分散的方法，将CoNi/CNTs复合材料与作为导热填料的改性h
‑
BN粉末共同分散在热塑性树脂中，进行熔融共混挤出制备成样品。
[0023]本专利技术提供了一种兼具吸波与导热功能的热塑性粒子及其制备方法，原料来源广泛，制备工艺简单合理。在最终获得的产物中，CoNi/CNTs作为吸波填料能够提供较好的电磁波吸收性能；功能化改性后的h
‑
BN纳米片将利用其自身二维结构的优势，与CoNi/CNTs协同构建多条导热通路，起到提升整体热导率的作用。具体的，对h
‑
BN进行羟基化改性处理，能够在原来不易复合的h
‑
BN上接枝
‑
OH基团，使其亲水性增强，继而更易与其他组分结合，
促进导热通路的形成，有效提高材料的整体热导率。
[0024]此外，先后采用两步分散的方法(S1和S2)，很大程度上改善了填料颗粒的分散均匀性，从而使热塑性复合材料本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种吸波导热热塑性复合材料，其特征在于：原料以质量份数计，由下述原料制成：热塑性树脂86～96份，CoNi/CNTs复合材料13～23份，改性h
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BN粉末5份，增塑剂5份，偶联剂3份，润滑剂2份；改性h
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BN粉末为羟基功能化改性的h
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BN纳米片。2.根据权利要求1所述的吸波导热热塑性复合材料，其特征在于：其中，所述CoNi/CNTs复合材料的制备方法为：步骤一、将四水合乙酸镍和四水合乙酸钴溶解在有机溶剂中，于200℃下保温8小时进行溶剂热反应，得到CoNi双金属合金前体；步骤二、将CoNi双金属合金前体和盐酸多巴胺溶解在三羟甲基氨基甲烷水溶液中，搅拌4小时，干燥后于700℃保温2小时，得到CoNi/CNTs复合材料。3.根据权利要求2所述的吸波导热热塑性复合材料，其特征在于：其中，步骤一中，所述有机溶剂为乙二醇；四水合乙酸镍、四水合乙酸钴和乙二醇的质量比为1∶5∶90；步骤二中，三羟甲基氨基甲烷、CoNi双金属合金前体和盐酸多巴胺的质量比为5∶2∶1。4.根据权利要求1所述的吸波导热热塑性复合材料，其特征在于：其中，所述改性h
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BN粉末的制备方法为：将h
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BN粉末与氢氧化钠溶液混合，进行球磨，得到羟基功能化改性的h
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BN纳米片。5.根据权利要求4所述的吸波导热热塑性复合材料，其特征在于：其中，球磨中，球料比为50∶1，转速为300r/min，时间为18小时；氢氧化钠溶液的浓度为1mol/L，h
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BN粉末和氢氧化钠的质量比为1∶2。6.根据权利要求1所述的吸波导热热塑性复合材料，其特征在于：其中，所述热塑性树脂基体为：密度为0.9g/cm3、熔融指数为70g/10min的聚丙烯，密度为0.96g/cm3、熔融指数为70g/10min的聚苯醚，密度为1.05g/cm3、熔...

【专利技术属性】
技术研发人员：周金堂，何晓璇，刘一杰，呼延文隽，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：