[发明专利]一种PP/KPEG/MWNTs导热复合材料的制备方法

说明书

本发明提供了一种PP/KPEG/MWNTs导热复合材料的制备方法，包括将MWNTs、KPEG和PP置于干燥箱内干燥；称取干燥后的MWNTs、KPEG和PP，利用转矩流变仪熔融共混；打开机器取出转子趁热剥离PP/KPEG/MWNTs导热复合材料；并将剥离后的复合材料破碎，放入磨具中，经平板硫化仪模压、保压，再通过冷却模压机通水冷却等步骤；制备得到的PP/KPEG/MWNTs导热复合材料不仅热导率大幅度提高，且综合力学性能优异。

技术领域

本发明属于化工新材料技术领域，尤其是涉及一种PP/KPEG/MWNTs导热复合材料的制备方法。

背景技术

导热材料是一种新型化工新材料。这些材料是近年来针对设备的热传导要求而设计的，性能优异、可靠。它们适合各种环境和要求，对可能出现的导热问题都有妥善的对策，对设备的高度集成，以及超小超薄提供了有力的帮助，该导热产品已经越来越多的应用到许多产品中，提高了产品的可靠性。

为适应现代科技飞速发展，研制以高分子材料为基体且具有高性能的导热复合材料是当前科研人员进行研究的热点问题之一。将高分子材料基体中填充其它高导热性填充材料，结合相应制备工艺可获得性能较优的新型复合导热材料。聚丙烯(PP)因质量轻、无毒、无味且易成型、制品表面光泽好、易于着色等优点而应用范围较广，但其自身常温热导率仅为0.257W/(m·K)，是热的不良导体，限制了其在该领域的应用。

而质轻、易粉碎、导热性高、耐热性强、价格低廉的碳系材料作为填充材料具有明显的优势。当前石墨、碳纤维和碳纳米管是比较典型的常用碳系填充材料，将其与高分子材料混合填充，所得复合材料较原基体材料的热学性能和力学性能有明显的提高。冯博等研究了石墨和质量分数为5％碳纤维填充高密度聚乙烯高导热复合材料的导热性能，试验结果表明，复合材料的导热性随着石墨添加量的增加而提高，但同时也表明，由于石墨是刚性无机填料，当石墨质量分数高于50％时会导致复合材料的力学性能急剧下降。杨芳等提出利用多壁碳纳米管(MWNTs)填充PP材料中制备PP/MWNTs导热复合材料，兼顾了PP和碳系填料优势形成优势互补，结合试验研究了不同MWNTs含量对该复合材料热学及力学性能的影响。试验结果表明，所制备的PP/MWNTs导热复合材料与纯PP相比，热导率有所提高，力学性能亦有所改善。然而，随着地球资源的日益紧张，寻求热导率高、综合性能好的新材料非常重要，这不仅能够节约能源，避免热量的浪费，也是导热材料行业升级的一次契机。

发明内容

针对现有技术中存在的纯PP导热性能差、应用领域受到限制，而现有PP复合导热材料热导率和综合性能提升幅度较小的不足，本发明提供了一种PP/KPEG/MWNTs导热复合材料，旨在大幅度提高以PP为基体的导热复合材料的导热性能和综合力学性能，拓宽其应用领域。

本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。

一种PP/KPEG/MWNTs导热复合材料的制备方法，包括如下步骤：

(1)将MWNTs、KPEG和PP置于干燥箱内干燥；

(2)分别称取干燥后的MWNTs、KPEG和PP，利用转矩流变仪熔融共混；

(3)打开机器取出转子趁热剥离PP/KPEG/MWNTs导热复合材料；并将剥离后的复合材料破碎，放入磨具中，经平板硫化仪模压、保压，再通过冷却模压机通水冷却后即可得到所述PP/KPEG/MWNTs导热复合材料。

优选的，步骤(1)中所述MWNTs和KPEG在100℃干燥箱内干燥12h；PP干燥4h。

优选的，步骤(2)中所述MWNTs与KPEG的总质量与PP质量比为3:6-8；所述MWNTs与KPEG的质量比为1:3-6；所述转矩流变仪的温度为160-185℃，转子转速35-50r/min，熔融共混时间为10-20min。