[发明专利]一种热塑性树脂复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于复合材料领域，涉及一种热塑性树脂复合材料及其制备方法。

背景技术

目前生产车间、养殖室、仓储领域甚至电子领域对吸热材料的要求越来越高，一方面是传统的吸热导热材料加工难度较大，并且耐冲击性能不佳，易破裂，例如高导热陶瓷，氮化铝、氮化硼等。另一方面一些吸热导热的材料的密度较大，质量较重不易拆卸转移，且易腐蚀氧化，绝缘性不符合要求，例如部分金属材料。将导热层设计成热塑性树脂复合材料，充分利用了热塑性复合材料的特点，热塑性塑料具有在特殊温度范围内可反复加热软化、冷却硬化，加工成型方便，机械性能较好的特点。热塑性塑料主要包括聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物树脂、聚酰胺、聚甲醛、聚碳酸酯、聚苯醚、聚砜等，这些材料大部分都是通用合成树脂，在合成过程中加入导热组分，可以使材料具备导热性能。

目前关于热塑性树脂聚丙烯复合材料中导热组分的研究领域，有如下结论：加入三氧化二铝可使聚丙烯的导热系数提高，且复合材料的导热系数随着三氧化二铝的用量增加而提高；加入氧化镁、Al、特别是石墨可进一步提高聚丙烯复合材料的导热系数；用接枝的聚丙烯作为复合材料的基体，其导热性能比聚丙烯的高，但是接枝聚丙烯与聚丙烯共混物作为基体，其导热系数反而比聚丙烯的低；适当地延长熔融共混时间有利于提高三氧化二铝/聚丙烯/石墨复合材料的导热性能；偶联剂的用量不宜过多，即不超过5％，偶联剂过多会使复合材料的导热系数下降，这是由于多余的偶联剂会在填料的表面形成液膜影响材料的导热性能。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的缺陷而提供一种热塑性树脂复合材料及其制备方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种热塑性树脂复合材料，包含吸热层1、蓄热层2和导热层3，所述的吸热层1为具有吸热性能的有机涂层，涂覆在蓄热层2表面；蓄热层为多孔颗粒状物料填充的松散纤维；蓄热层2位于导热层3和吸热层1的中间，吸热层、蓄热层和导热层三者厚度比为1∶2～4∶4～20。

所述的蓄热层中多孔颗粒状物料与松散纤维的质量比为5～10∶1。

所述的有机涂层包含第一层和第二层，其中第一层为红外和紫外吸收剂的混合液涂层，第二层为紫外吸收剂涂层。

所述的吸热层中含红外吸收剂0.1～1g/m³，含紫外吸收剂0.001～0.01g/m³。所述的红外吸收剂选自酞菁(氧钒基-5，14，23，32-四苯基-2，3-萘菁)或萘菁(铜(II)-1，4，8，11，15，18，22，25-八丁氧基-29H，31H萘菁)。

所述的紫外吸收剂选自苯并三唑，三嗪，二苯甲酮或芳基化氰基丙烯酸酯中的一种或一种以上。

所述的多孔颗粒状物料选自Na₂SO₄·12H₂O、CaCl₂·6H₂O和CaSiO₃组成的共融混合物。各组分占混合物的总重量分别为：Na₂SO₄·12H₂O重量分数20％～30％，CaCl₂·6H₂O重量分数20％～60％，CaSiO₃重量分数20％～50％；或Na₂CO₃·12H₂O、CaCl₂·6H₂O和CaSiO₃组成的共融混合物，各组分占混合物的总重量分别为：Na₂CO₃·12H₂O重量分数20％～30％，CaCl₂·6H₂O重量分数20％～60％，CaSiO₃重量分数20％～50％。

所述的松散纤维选自金属纤维、矿渣棉、纤维棉或碳纤维。

所述的金属纤维优选不锈钢纤维。

所述的蓄热层与导热层通过胶粘剂连接。

所述的胶粘剂选自聚氨酯类胶粘剂，优选为异氰酸酯。

所述的导热层由包含以下重量分数的组分制成：

热塑性树脂    16％～32％，

玻纤          20％～45％，

氧化镁        3％～5％，

三氧化二铝    30％～50％，