[发明专利]一种抗拉导热橡塑复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及塑料制品技术领域，具体涉及一种抗拉导热橡塑复合材料，还涉及抗拉导热橡塑复合材料的制备方法。

背景技术

聚丙烯材料存在低温脆化、冲击强度低、成型收缩率大等突出缺点，因此需要对 聚丙烯材料增韧，增韧后的聚丙烯材料在工程塑料领域及汽车、摩托车、家电等行业得到广泛应用。杨胜林等将粉煤灰粉碎至微米级后与三元乙丙橡胶混炼，混炼胶再与聚丙烯树脂进行熔融共混经注塑成样条后分别测试。结果表明，添加混炼胶能显著地改善聚丙烯材料的韧性，而拉伸强度未见下降，但是热导率较低，无法同时满足复杂力学环境与高热导率的要求，因而限制了橡塑类制品的应用。

目前提高高分子材料导热性能的主要方法是填充具有高热导率的无机填料，一般需要达到很高的填料填充量才能形成导热通路，提高热导率。同时由于无机粉体填料与有机基体之间的相容性较差，大量的无机粉体填料加入让复合材料的力学性能大大下降。

因此发明一种既具有良好机械抗拉性能，又具有优异导热性能的橡塑复合材料对高分子材料技术领域具有积极的意义。

发明内容

本发明主要解决的技术问题，针对目前提高高分子材料导热性能的主要方法是填充具有高热导率的无机填料，但是无机粉体填料与有机基体之间的相容性较差，大量的无机粉体填料加入让复合材料的力学性能大大下降的缺陷，提供了一种抗拉导热橡塑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：

一种抗拉导热橡塑复合材料，包括炭化导热填料、聚丙烯和丙烯酸酯橡胶，其特征在于：所述的炭化导热填料是由稻壳炭化所得。

所述的稻壳在炭化前经过发霉和发酵改性。

所述的炭化导热填料是经过硅酸盐预改性和天然树脂二次改性得到的。

所述的稻壳在炭化前经过发霉和发酵改性的方法是：

（1）将稻壳和水混合后振荡浸渍，过滤分离得到浸渍稻壳，将浸渍稻壳放入温室中，自然静置，直至稻壳表面发霉；

（2）将发霉稻壳放入发酵罐中，再向发酵罐中加入水，密封发酵，将发酵产物过滤，分离得到发霉和发酵改性后的稻壳。

所述的炭化方法是：将发霉和发酵改性后的稻壳转入炭化炉，向炉内持续通入氮气，在氮气保护状态下，以10～15℃/min速率程序升温至600～700℃，保温炭化40～50min，再以15～20℃/min速率继续升温至1400～1500℃，保温反应2～4h，随炉冷却至室温后，出料，得炭化导热填料。

所述的炭化导热填料经过硅酸盐预改性和天然树脂二次改性的方法是：

（1）将炭化导热填料和硅酸钠溶液混合后球磨处理1～2h，球磨结束后，出料并烘干，得到预改性炭化导热填料；

（2）将预改性导热填料和虫胶、松香以及沼液按质量比为1:1:1:2混合后高速搅拌分散，得到混合分散物，再将混合分散物装入发酵罐中，在30～40℃下密封发酵3～5天，发酵结束后过滤分离，得到发酵滤饼，烘干即得改性炭化导热填料。

步骤（1）所述的温室温度为25～30℃、空气相对湿度为70～80%。

步骤（2）所述的发酵温度为30～40℃，发酵时间为12～14天。

一种抗拉导热橡塑复合材料的制备方法，具体步骤为：

（1）按重量份数计，称取45～60份聚丙烯、30～40份丙烯酸酯橡胶、20～30份上述改性炭化导热填料、5～7份氨基甲酸乙酯、7～10份茶多酚和3～5份硅烷偶联剂KH-550放入密炼机中，在40～50℃下混炼5～10min，得到混炼胶；

（2）将混炼胶放入平板硫化机中，硫化处理，待其自然冷却后即得抗拉导热橡塑复合材料。

步骤（2）中所述的硫化温度为140～170℃，硫化压力为8～10MPa，硫化处理时间为20～30min。

本发明的有益效果是：

（1）本发明首先将稻壳发霉处理，初步降解稻壳中的有机杂质，再将发霉后的稻壳发酵，进一步去除杂质，提高稻壳中硅含量，再将发酵后的稻壳炭化，得到含有碳化硅、二氧化硅和炭化有机质的高导热性炭化导热填料，利用其增加高分子材料的热导率，提高导热性能；

（2）本发明先用硅酸盐对炭化导热填料表面进行预处理，增加炭化导热填料表面的硅羟基含量，再将预改性后的炭化导热填料和天然树脂虫胶以及松香混合，利用硅羟基的吸附性能，在微生物的作用下使炭化导热填料表面接枝吸附天然树脂颗粒，从而增加炭化导热填料和有机基体间的相容性；