[发明专利]粉末混合法制备高强度导热塑料的方法

说明书

技术领域

本发明涉及导热复合材料领域，具体地说是一种粉末混合法制备高强度导热塑料的方法。

背景技术

ABS是五大通用树脂之一，国内外生产量极大，应用范围广阔。日常生活中的很大一部分产品都由ABS制备，但是其自身存在的一些缺陷，如低导热性、机械强度低等，大大限制了其应用范围。将低导热ABS制备成导热性能良好且高强度的复合材料，将可以扩大ABS在LED照明、汽车、加热/冷却/制冷等领域的应用。

在ABS导热复合材料制备方法方面，利用密炼机将ABS基体与石墨粉体按照一定比例密炼塑化，再放入双螺开炼机挤出造粒，用平板硫化机热压成型。根据加工方式和对原料要求的不同，加工方法可分为：熔融混合、研磨混合、溶液共混、粉末混合。

熔融混合是将导热填料粉末与熔融ABS借助混炼设备混合，然后加工成型。此方法在熔融混炼的过程中需要高温和较长时间进行混炼，因此会有有毒气体如Cl₂放出，不利于环保，且需要高温高耗能的操作过程，从经济角度考虑，成本较高。但该方法现在广泛应用于塑料制品业，其工艺成熟，板材机械性能好。

研磨混合：研磨混合法是将ABS与导热填料经过研磨，使其均匀混合，再进行熔融浇铸成型。研磨法工艺手段相对简单，但每次处理量非常少，研磨过程中误差也高，不适于工业生产。

溶液共混：该法是将ABS溶于适当的溶剂中，均匀分散导热填料于溶液中，蒸发以后，将ABS与导热填料混合物熔融浇铸，挤出或模压成型。此方法污染高，溶剂的回收和无毒化是非常难攻克的技术难点，环保效应差。

粉末混合：粉末混合法是目前最具有前景的应用技术，并且环保效应强。该方法往往存在着填充料分散不均匀的问题，导致材料成分不均一，性能不稳定。

发明内容

本发明的目的是克服ABS低导热性和低机械强度的问题，提供一种粉末混合法制备高强度导热塑料的方法。

本发明的方案是通过这样实现的：

一种高强度导热塑料，其原料重量比为：石墨：5-18%、氮化铝：0.1-0.9%、纳米氧化铝：0.6-2.5%、氮化硼：0.3-1.2%、偶联剂：0.05-0.5%、分散剂：0.3-1.5%，其余为ABS粉。

优选的，高强度导热塑料原料重量比为：石墨：8-15%、氮化铝：0.3-0.6%、纳米氧化铝：0.9-2.0%、氮化硼：0.6-1.0%、偶联剂：0.1-0.3%、分散剂：0.5-1.2%，其余为ABS粉。

优选的，高强度导热塑料原料重量比为：石墨：11%、氮化铝：0.4%、纳米氧化铝：1.2%、氮化硼：0.9%、偶联剂：0.2%、分散剂：0.8%，其余为ABS粉。

优选的，所述偶联剂为硅烷偶联剂或钛酸酯类偶联剂。

优选的，所述分散剂为石蜡、硬脂酸钡、硬脂酸钙中的一种以上。

粉末混合法制备上述高强度导热塑料的方法，该方法是将石墨：5-18%、氮化铝：0.1-0.9%、纳米氧化铝：0.6-2.5%、氮化硼：0.3-1.2%、偶联剂：0.05-0.5%、分散剂：0.3-1.5%和ABS粉混匀，将混匀后的原料置于振动罐内振动100-120 min，使各成分均匀分散到ABS基体中，取出振动后的反应物，填充于平板硫化机的模具中，高温热压后脱模得到高强度导热塑料。

优选的，所述振动罐内壁为聚四氟乙烯，振动罐的振动频率为45-55Hz，振幅为5-8mm，振动力为12000-15000N，振动功率为0.8-1kw。

优选的，所述高温热压其条件为压力6-10MP、温度160-180℃，热压10~20min。

本发明实现的技术原理是：石墨、氮化铝、纳米氧化铝、氮化硼在偶联剂、分散剂和振动罐振动作用下，均匀地分散在ABS基体中，复合材料内部形成更为密集的导热网络，导热性能增强，同时各金属元素赋予复合材料更高的机械强度。

本发明具备以下良好效果：

（1）本发明的高强度导热塑料具有良好的导热性能。

（2）本发明的高强度导热塑料具有良好的机械强度，其纵向拉伸强度和横向拉伸强度都在50MPa以上。

（3）本发明制备方法过程没有Cl₂排放，无工业废料产生，且过程中不需添加有毒有害化学试剂，环保效应强，生产成本低，市场前景好。

具体实施方式

以下结合实施例和描述本发明一种粉末混合法制备高强度导热塑料的方法，这些描述并不是对本发明内容作进一步的限定。

实施例1