一种制备绝缘高导热复合材料的方法技术

本发明专利技术公开了一种制备绝缘高导热复合材料的方法。它高密度聚乙烯为基体，添加氮化铝、氧化铝、氮化硼三种不同粒径的导热填料和加工助剂，一并投入在高混机中预混合，经过双螺杆挤出机熔融共混、挤出、造粒，即可得到颗粒型绝缘高导热复合材料。本发明专利技术生产的绝缘高导热复合材料具有高导热系数、良好的加工流动性和绝缘性，能应用于挤出、注射等成型加工，产品能满足不同领域对高分子材料绝缘、导热、良好加工性能等多种功能的要求，应用前景良好，其生产工艺简单，操作控制方便，质量稳定，生产效率高，具有广阔的工业化和市场前景。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了。它高密度聚乙烯为基体，添加氮化铝、氧化铝、氮化硼三种不同粒径的导热填料和加工助剂，一并投入在高混机中预混合，经过双螺杆挤出机熔融共混、挤出、造粒，即可得到颗粒型绝缘高导热复合材料。本专利技术生产的绝缘高导热复合材料具有高导热系数、良好的加工流动性和绝缘性，能应用于挤出、注射等成型加工，产品能满足不同领域对高分子材料绝缘、导热、良好加工性能等多种功能的要求，应用前景良好，其生产工艺简单，操作控制方便，质量稳定，生产效率高，具有广阔的工业化和市场前景。【专利说明】
本专利技术涉及，属于功能复合材料制备
。
技术介绍
在电子
，由于电子线路的集成程度越来越高，热量的聚集越来越多。热量的聚集导致电子器件温度升高，工作稳定性降低。电子器件温度升高，电子器件的寿命会急剧下降。因此，要求用于电子器件的封装材料具有高导热性能，以便热量迅速传导出来，达到降温的目的。在航天领域，由于缺少空气的热传导作用，必须考虑电子器件的导热问题。据Cool Polymers公司网站介绍美国NASA 2005年发射的彗星撞击探测器上就使用了由该公司开发的导热塑料D3604。此外，普通生热电器产品，如可擦写光盘、复印机导辊等也采用了导热塑料。其它电子器件如电磁阀门、电容器注塑包封塑料等也必须使用绝缘导热料。目前国内对不同领域的绝缘导热复合材料的研究报道多是绝缘导热胶粘齐U、绝缘导热橡胶、绝缘导热灌封材料，对绝缘导热塑料的开发相对较少。对于绝缘导热塑料而言，通常需要高填充量达到高导热目的，由此就会引起复合材料的冲击强度，拉伸强度急速下降。为尽量保持塑料的力学性能，需要尽可能降低填料添加量。因此，急需开发一种填料含量相对较低，导热系数较高的绝缘高导热材料，实现塑料复合材料高性能化和功能化，满足绝缘导热塑料的实际运用需求。
技术实现思路
针对上述现有技术存在的缺点，本专利技术的目的旨在提供一种制备绝缘高导热功能复合材料的方法，该方法具备工艺简单，操作控制方便，其制备的功能复合材料具有不增加导热填料含量，同时就有较高导热系数的特点。本专利技术的技术基 本原理是:首先，基于聚乙烯晶体具高导热系数的机理(Shen S，Henry A, Tong J, Zheng R, Chen G.Nature Nanotechnology.2010; 5:251-255.),选用结晶型聚合物(即高密度聚乙烯)为基体，如果选用非晶型工程塑料(如聚碳酸酯)，当非晶工程塑料与导热填料混合时，并不形成较多的导热网络，其原因是:非晶型工程塑料如:聚碳酸酯，没有塑料晶体的存在，则不存在塑料晶体与导热填料粒子之间搭接，则有可能中断导热网络，导热系数并不能有效提高。如果选用结晶型塑料如高密度聚乙烯，除填料粒子之间的搭接形成的导热通路，还存在填料粒子与塑料晶体之间的搭接形成的导热通路。因此，选用结晶型聚乙烯能形成更多的导热通路。其次，对于不同粒径的导热填料添加到聚合物基体中，会因为导热填料粒径的不同，导热性能会有明显的差异。本专利技术主要提供一种特定粒径范围内绝缘导热复合材料的制备方法。即是利用不同种类、不同粒径的无机粒子作为复合导热填料，添加到结晶型聚合物(高密度聚乙烯)基体中，这种复合填料的存在可以形成比单一填料有更多的导热通路的复合材料，形成的导热网络包含导热填料与导热填料之间形成的网络，还包括了导 热填料-晶体-导热填料形成的导热网络，由上述多种导热网络的相互作用和协同作用使得导热填料的总添加量在不增加的情况下(相对于只添加一种导热填料时的添加量)，复合材料的导热系数也能得到明显提高。另外，加工过程中也可以通过加入加工助剂来调节绝缘高导热复合材料的流动性和表面光洁度。本专利技术基于上述原理，实现上述专利技术目的所采用的技术方案是:本专利技术选用高密度聚乙烯为基体，为了实现高导热系数可以选择结晶度高的聚乙烯为基体，具体讲，本专利技术制备绝缘高导热复合材料的方法包括以下步骤: 第一步，按以下组分及重量比例备料:【权利要求】1.，其特征在于该制备方法包括以下步骤: 第一步，按以下组分及重量比例配比备料: 2.根据权利要求1所述的制备绝缘高导热复合材料的方法，其特征在于在第一步中，高密度聚乙烯、氮化硼、氮化铝、氧化铝、加工助剂的重量份比为100:25:5:3:1。3.根据权利要求1所述的制备绝缘高导热复合材料的方法，其特征在于在第一步中，高密度聚乙烯、氮化硼、氮化铝、氧化铝、加工助剂的重量份比为100:30:5:4:2。4.根据权利要求1所述的制备绝缘高导热复合材料的方法，其特征在于在第一步中，高密度聚乙烯、氮化硼、氮化铝、氧化铝、加工助剂的重量份比为100:25:1:3:1。5.根据权利要求1、2、3或4所述的制备绝缘高导热复合材料的方法，其特征在于加工助剂为硅油类润滑剂。6.根据权利要求1所述的制备绝缘高导热复合材料的方法，其特征在于在第三步中，双螺杆挤出机的加料口、输送段、熔融段、均化段、口模的温度分别为100-l50 °C、170-l80°C ，170-180°C， 170-180 °C ，170-180 °C。7.根据权利要求1所述的制备绝缘高导热复合材料的方法，其特征在于将颗粒型的绝缘高导热复合材料进行注射成型，即得到注射成型的绝缘高导热复合材料。8.根据权利要求7所述的绝缘高导热复合材料的方法，其特征在于在颗粒型的绝缘高导热复合材料颗粒进行注射成型过程中，注塑机的加料口、输送段、熔融段、均化段、喷嘴的温度分别为 500-600C、180-l90°C、180-l90°C、180-l90°C、180-190°C。【文档编号】C08K3/28GK103435895SQ201310408997【公开日】2013年12月11日 申请日期:2013年9月11日 优先权日:2013年9月11日 【专利技术者】吴宏, 张先龙, 郭少云 申请人:四川大学本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备绝缘高导热复合材料的方法，其特征在于该制备方法包括以下步骤：第一步，按以下组分及重量比例配比备料：?第二步，对氮化硼、氮化铝、氧化铝进行干燥处理；第三步，将上述高密度聚乙烯、加工助剂和经干燥处理的氮化硼、氮化铝、氧化铝投入在高混机中预混合，经过双螺杆挤出机熔融共混、挤出、造粒，即可得到颗粒型绝缘高导热复合材料。481274dest_path_image001.jpg

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吴宏，张先龙，郭少云，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：