[发明专利]高散热性并具有吸热性高分子材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及高分子材料领域，尤其是涉及一种抗静电高散热性并具有吸热性高分子材料及其制备方法。

背景技术

高分子材料，如塑料、橡胶、涂料、化纤、树脂等，由于化合物经过聚合交联形成的大分子体型结构，现在社会的方方面面，因为这些高分子聚合物的种类多，易加工，原料丰富，都离不开这些高分子聚合物。

虽然这些高分子聚合物应用越来越广，但这些高分子聚合物却有一个严重的缺陷，困扰着所有的科研技术人员，就是这些高分子材料的导电性能和传热性能低。虽然这两个问题在某些领域正是人们所期望的，但毕竟需要绝缘和不导热的领域有限，而高分子材料的一些比重轻和高强度又使得它在某些领域中可以代替金属材料，但因为这些高分子材料的绝缘性和不导热性而无法代替金属材料的应用。

在导电方面，目前的高分子材料介电常数小，因此在应用时不可避免的产生静电，由于静电荷积聚在高分子化合物制品的表面，易造成表面吸附尘埃，甚至引起放电，造成火灾，对于化纤织物，由于静电的产生，使得织物易带电吸附，穿着不美观和舒适，并因为易产生静电火花，也导致了在有些区域禁止穿化纤衣物。

另一方面是这些高分子化合物的导热性能很低，虽然可以广泛应用于保温领域，但对于有些需要导热性能好、耐腐蚀又质量轻的领域，比如说汽车散热、换热器或暖器等领域，这些高分子材料虽然已经具有高强度、耐腐蚀和高温等特性，但因为不良的导热性而无法应用。

尤其是现在的太阳能领域，比如现在的太阳能热水器等利用太阳热量的领域，现在主要是采用在玻璃中加入吸热材料来制造，但由于玻璃的低导热性和低强度，当温度出现大一些的变化时，玻璃管就容易爆裂。

科研人员一直在致力于提高高分子材料的导电性、热传导性和吸热性能等方面的研究，也已经有一些进展，比如为了避免高分子材料产品表面静电的积聚，增加它们的抗静电能力，在高分子材料中一般选择加入导电物质如聚乙炔、聚苯胺或金属等，以增加导电性能，但这样的处理在应用中存在易氧化、加工性能不好、耐侯性差，因填充材料的量而导致强度降低或韧性变差等问题。也有为提高这两种性能而在材料中加入碳黑，因为碳黑可以同高分子材料更好的结合或交联，但这样当能够实现导热时必需加入大比例的碳黑，一般在高分子材料重量比50％以上，只有在超过50％的重量比例，才能使填充材料在经过混合后因颗粒的分散而导致热的传导不良的问题，这样得到的产物强度明显下降只能用于一些对强度要求低的领域。也有技术例如专利(CN200710086993.9)提出在高分子材料的混合交联过程中，使用磁场诱导颗粒的规则分布，但这样的结果是可以实现有些填充材料能够受磁场的影响而规则排列，但磁场不能影响高分子材料的排列规则，这就使得高分子材料在交联时受到影响进而影响整体材料的强度。因为某些交联会受到填充材料颗粒的排列而中断并产生整体材料的传热不均匀。

发明内容

为了克服上述的不良影响，实现高分子材料的导电性和热传导性，是本发明的目的之一。

在实现上述两个性能的同时，不影响高分子材料的强度和耐腐蚀性也是本发明的目的之一。

在实现抗静电和导热性的同时，也具有高的吸热性能是本发明的另一目的。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种高散热并具有吸热性高分子材料，是在高分子材料中混合了具有导电、导热和吸热性能的填料；所述填料为二氧化硅，石墨和碳黑混合物；所述填料为纳米材料；所述填料的粒径为15-20nm；向高分子材料中混合填料的量为25％-45％体积比；所述填料中二氧化硅，石墨和碳黑的量为重量比：二氧化硅∶石墨∶碳黑为(50-70)∶(15-30)∶(15-30)。

作为进一步改进，所述填料中二氧化硅，石墨和碳黑的重量比为二氧化硅∶石墨∶碳黑为(60-65)∶(15-20)∶(15-20)。

一种高散热并具有吸热性高分子材料制造方法：

A，首先将粒径为15-20nm的二氧化硅，石墨和碳黑按比例混合；二氧化硅，石墨和碳黑的量为重量比：二氧化硅∶石墨∶碳黑为(50-70)∶(15-30)∶(15-30)；

B，将高分子材料在0.4MP-0.6MP下熔融并进行高速搅拌，搅拌速度为1500-3000转/分，并且边搅拌边喷入填料，向高分子材料中混合填料的量为25％-45％体积比，加入所需填料后，继续搅拌40-180分钟，冷却加工成成型体。

本发明的有益效果