[发明专利]一种可注塑成型的导电导热改性氟塑料材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种可注塑成型的导电导热改性氟塑料材料，其特征在于：

由以下组分按照重量份数制备而成：

导电导热改性基础氟塑料50～100份，辅助材料10～30份，填充材料0～20份，加工助剂5～30份；

所述的导电导热改性基础氟塑料是由四氟乙烯、全氟丙基乙烯基醚、导电导热介质材料和助剂经过原位聚合而成；

所述助剂包括引发剂、分散剂、稀释剂、链转移剂和缓冲剂；

所述导电导热介质材料由改性碳纳米管、改性石墨烯和改性氮化铝复配而成；

1)碳纳米管的制备

a、将催化剂溶于无水乙醇中制备催化剂前驱混合溶液，然后将混合溶液均匀涂抹在基材表面，自然晾干，备用；

所述催化剂为镍或镁的硝酸盐；

所述基材为铜或硅；

b、将上述基材放入直流等离子体化学气相沉积设备中的沉积台上，基材与沉积台间有锡丝；

c、关闭真空室抽真空，当真空度达到0.1pa时，向真空室内通入氩气和氢气，流量分别为2～4L/min和8～10L/min，启动直流电弧，调节弧电流为100～130A，调节排气阀和真空室调节阀，使真空室内压强稳定在2500～4000Pa，反应5～15min，制得Ni/MgO催化剂；

d、在保持氩气流条件下，逐步减小氢气流量至4～5L/min，然后通入碳氢化合物，在2500～4000Pa压力和700～1000℃下进行反应20～30min左右，在Ni/MgO表面即可得到碳纳米管，收集备用；

所述碳氢化合物为天然气、甲烷、乙烷、乙烯或乙炔；

2)碳纳米管改性

将表面改性剂加入无离子水中，配制成30～40mg/ml的溶液，然后将制备的碳纳米管加入溶液中，采用功率为40～250W超声波水浴处理，使碳纳米管被表面改性剂浸润；然后过滤，采用冷冻真空进行干燥，制备出的改性碳纳米管材料，备用；

3)石墨烯表面改性处理

a、首先将石墨烯加入到添加表面活性剂的水溶液中，通入低频高压脉冲电流，制备出具有良好亲水性的水溶性石墨烯；

所述表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠、聚乙烯吡咯烷酮、聚甲基丙烯酸或聚丙烯酰胺；

b、将制备好的水溶性石墨烯溶液加入到5～10％的氢氧化钠溶液，用超声分散，再加入过量的氯乙酸，继续反应，离心，真空干燥得到表面改性处理的石墨烯粉末，备用；

4)氮化铝表面处理

将氮化铝粉末加入到表面改性剂的溶液中，在80℃下搅拌反应3-4小时；处理后将产品抽滤，干燥，备用；

所述表面改性剂为硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂。

2.根据权利要求1所述的可注塑成型的导电导热改性氟塑料材料，其特征在于：

所述的导电导热改性基础氟塑料的制备方法为：

1)在反应釜中加入无离子水、分散剂、稀释剂、链转移剂、缓冲剂，以及导电导热介质材料，搅拌密封；通入惰性气体至1.5～2MPa，保压观察30min无降压，抽真空至-0.08～-0.09MPa；

2)缓慢加入四氟乙烯单体和全氟丙基乙烯基醚总量的10％～30％，搅拌升温至反应

温度50～120℃，反应釜压力为0.5～5MPa，加入引发剂总量的10％～30％，控制反应温差±0.5℃进行反应，反应过程中缓慢加入四氟乙烯和全氟丙基乙烯基醚总量的剩余70％～90％及剩余引发剂，保持反应压力范围在±0.2MPa继续反应，直至原料全部加完；然后再反应2hr结束；

3)反应结束后回收未完全反应的单体，并抽真空至-0.08～-0.09MPa，保持30min，继续回收多余单体；然后再升温至80～90℃，负压煮沸2～3hr，排出残余单体；

4)排出残余单体后将反应浆料放入离心机离心脱水，加无离子水清洗2～3遍，再离心脱水，放入80～90℃的沸腾干燥床内干燥2hr。

3.根据权利要求2所述的可注塑成型的导电导热改性氟塑料材料，其特征在于：

所述分散剂为全氟辛酸铵；

所述稀释剂为三氟三氯乙烷和/或氢氯氟碳；

所述链转移剂为甲烷、乙烷和甲醇中的一种或几种；

所述缓冲剂为碳酸铵、氨水和碳酸氢铵中的一种或几种；

所述引发剂为：过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钠、过氧化特戊酸叔己酯、过氧化新庚酸叔丁酯、过氧化新癸酸异丙苯酯和过氧化新癸酸叔丁酯中的一种或几种。