[发明专利]一种注塑成型高性能导电或导热聚合物基复合材料制件的方法

权利要求书

1.一种注塑成型高性能导电或导热聚合物基复合材料制件的方法，其特征在于：包括如下步骤：

(1)将导电/导热填料与聚合物基体按0.5～60：100的质量比加入到共混设备中混合均匀，通过共混得到均相的聚合物导电/导热共混物料体系；

(2)将步骤(1)制备的均相物料体系加入注塑机中，经由注塑机喷嘴向半闭合模具实行定量非充满注塑；

(3)注塑模具动模部分和静模部分相对运动，减小模腔体积，通过机械压缩的方式对均相共混物进行缓慢的第一次压缩，以形成相对松散的自组装导电/导热网络；

(4)注塑模具动模部分和静模部分进一步运动至完全合模，对模腔中的聚合物体系进行第二次压缩以进一步的快速空间限域压缩并得到最终制件；在此过程中，之前得到的自组装网络受到“强制组装”，形成密实的导电/导热网络；通过在模腔表面设置微纳结构阵列，对网络上的填料进行“阵列锚固”，实现填料网络的微纳米精密组装，得到导电/导热性能优异的复合材料制品。

2.根据权利要求1所述的一种注塑成型高性能导电或导热聚合物基复合材料制件的方法，其特征在于：步骤(1)所述的导电/导热填料为微米或纳米尺度的片状填料、纤维状填料、球状填料中的一种或两种以上的组合物。

3.根据权利要求1所述的一种注塑成型高性能导电或导热聚合物基复合材料制件的方法，其特征在于：步骤(1)所述的聚合物基体为热塑性聚合物树脂、热固性树脂或光固化树脂。

4.根据权利要求1所述的一种注塑成型高性能导电或导热聚合物基复合材料制件的方法，其特征在于：步骤(1)所述的共混设备包括高速混合器、超声分散仪、密炼机、各类螺杆式挤出机。

5.根据权利要求1所述的一种注塑成型高性能导电或导热聚合物基复合材料制件的方法，其特征在于：步骤(2)所述的注塑机具备二次或多次压缩功能。

6.根据权利要求1所述的一种注塑成型高性能导电或导热聚合物基复合材料制件的方法，其特征在于：步骤(4)所述的第二次压缩，依据制品实际需求可进行二次及二次以上的多次压缩。

7.根据权利要求1所述的一种注塑成型高性能导电或导热聚合物基复合材料制件的方法，其特征在于：步骤(4)所述的微纳结构阵列包括V-cut结构、半球型结构、圆柱结构、棱镜结构、金字塔结构、棱锥结构或半椭圆球结构中的一种或两种以上的组合。

8.根据权利要求2所述的一种注塑成型高性能导电或导热聚合物基复合材料制件的方法，其特征在于：所述的片状填料为鳞片石墨、石墨烯或鳞片状碳粉中的一种或两种以上的组合物；纤维状填料为碳纤维、碳纳米管、碳纳米纤维或纤维状碳粉中的一种或两种以上的组合物；球状导电填料为炭黑、富勒烯、银粉、氧化镁、氧化铝、氧化锌、氧化铍、氮化铝、氮化硼或碳化硅中的一种或两种以上的组合物。

9.根据权利要求3所述的一种注塑成型高性能导电或导热聚合物基复合材料制件的方法，其特征在于：所述的热塑性聚合物树脂为聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚氨酯、聚四氟乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚甲醛、尼龙、聚碳酸酯或聚甲基丙烯酸甲酯中的一种或两种以上的组合物；热固性树脂为酚醛树脂、聚二甲基硅氧烷、硫化橡胶、环氧树脂、不饱和聚酯树脂、聚萘丙噁嗪树脂或热固性聚酰亚胺树脂中的一种或两种以上的组合物；光固化树脂为环氧丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、聚酯丙烯酸脂、乙烯基醚树脂、不饱和聚酯、有机硅低聚物或聚醚丙烯酸酯中的一种或两种以上的组合物。