[发明专利]一种聚丙烯复合材料及其制备方法

说明书

[技术领域]

本发明涉及高分子材料技术领域，尤其涉及一种聚丙烯复合材料及其制备方法。

[背景技术]

随着微电子集成技术和组装技术的快速发展，电子产品向薄型化发展，电子元器件和逻辑电路的体积越来越小，而工作频率急剧增加，半导体热环境向高温方向迅速变化。此时电子设备所产生的热量迅速积累、增加。在正常使用环境温度下，为保证电子元器件长时间、高可靠性地正常工作，及时散热能力就成为影响其使用寿命的重要限制因素，机体的发热量不断增加以及静电对电子产品产生的影响，已成为电子工业领域面临的重要问题之一。高分子材料大多又具有优良的电绝缘性能, 其体积电阻率都非常高, 约为1×1010—1×1020Ω·cm, 在使用时易产生静电积累, 导致吸尘、电击, 甚至产生火花放电等不良现象，使其在一些电子产品中无法应用。为此，迫切需要研制高导热性能及抗静电的高分子复合材料。聚丙烯(PP)作为三大通用塑料之一，具有优异的机械性能、良好的绝缘性、耐化学性以及密度小等特点。但由于PP极易燃烧且具有很高的表面电阻率，很容易因产生静电而引发火灾或爆炸，使其应用范围受到极大的限制。

[发明内容]

本发明要解决的技术问题是提供一种导热性能、抗静电性能和机械性能都比较好的聚丙烯复合材料及其制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是，一种聚丙烯复合材料，按重量百分比由以下组分组成：

其中，所述的改性导热粉是采用偶联剂处理过的导热粉，其制备过程如下：

将占导热粉重量0.1-2%的钛酸酯偶联剂用无水溶剂稀释，然后把稀释后的钛酸酯偶联剂加入到导热粉中，加热并搅拌、混合，溶剂完全挥发后，得到钛酸酯偶联剂改性的导热粉；

将占导热粉重量的0.5-3%的硅烷偶联剂，在水中乳化，再将乳化后的硅烷偶联剂加入到钛酸酯偶联剂改性的导热粉中搅拌、混合后在80-100℃下干燥至恒重,除去游离水；然后在100-120℃条件下再次干燥至恒重，使导热粉表面与硅烷偶联剂中的羟基缩合；

将占导热粉重量的0.5-1%的MAH-g-PP 完全溶解在二甲苯中，加入到经硅烷偶联剂处理过的导热粉中，加热并搅拌，待二甲苯完全挥发后，得到所述的改性导热粉。

以上所述的聚丙烯复合材料，所述导热粉为三氧化二铝、氧化镁、氮化硼或氮化铝中的任一种和硅灰石或者碳化硅的混合物。

以上所述的聚丙烯复合材料，所述抗静电剂为石墨和/或碳纤维。

以上所述的聚丙烯复合材料，所述偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷或异丙基三油酸酰氧基钛酸酯。

以上所述的聚丙烯复合材料，所述抗氧剂为三甘醇双-3-（3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基）丙烯腈、三（2，4-二叔丁基酚）亚磷酸酯中的一种，或由四[3-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯与亚磷酸三（2，4-二叔丁基苯酯）按重量比1：1混合而成。

以上所述的聚丙烯复合材料，所述增韧剂为马来酸酐和甲基丙烯酸甲酯双接枝的乙烯类弹性体。

以上所述的聚丙烯复合材料，所述相容剂为马来酸醉接枝聚乙烯。

一种上述聚丙烯复合材料的制备方法，包括步骤：

步骤一、按上述的重量百分比含量称取各个组分；

步骤二、将称取的各个组分倒入搅拌桶中搅拌5-10min，搅拌转速为300-450r/min；

步骤三、将步骤二得到的混合物料投入双螺杆挤出机中，经熔融反应，挤出造粒；双螺杆挤出机的工艺条件为：一区温度160-180℃、二区温度170-190℃、三区温度170-190℃、四区温度170-190℃、五区温度170-190℃、六区温度115-140℃、七区温度115-140℃、八区温度115-140℃；螺杆转速350-450r/min。。

本发明制备的聚丙烯复合材料，将导热粉采用偶联剂进行处理，导热粉和抗静电剂两种填料相互配合协调作用，以更少的填充量实现高性能的导热性及抗静电性，且制备的PP材料具有较好的机械性能。

[具体实施方式]

下面通过实施例对本发明进行进一步阐述： 

导热粉可以选用三氧化二铝、氧化镁、氮化硼或氮化铝中的任一种和硅灰石或者碳化硅的混合物，该导热粉采用偶联剂进行处理，具体处理过程如下：