[发明专利]一种导热塑料专用氧化镁粉体的制备方法

说明书

本发明提供了一种导热塑料专用氧化镁粉体的制备方法，涉及无机功能材料技术领域。在硫酸镁与碳酸钠或碳酸钾反应过程中加入晶型控制剂调控碳酸镁的形貌为类球形，通过水热处理和煅烧获得粒径不同的类球形氧化镁粉体，将两者在高速搅拌机中按照一定比例混合后进行表面改性处理，获得导热塑料专用氧化镁粉体。本发明得到的类球形氧化镁，在塑料中分散性好、添加量大，塑料导热性能得到明显改善。

技术领域

本发明属于无机功能材料技术领域，具体涉及一种导热塑料专用氧化镁粉体的制备方法。

背景技术

导热塑料广泛应用于航天、航空、电子、电器中需要散热和传热的部位，同时也可起到绝缘、减震的作用。导热塑料的导热性主要是通过添加导热性粉体填充物并在塑料中形成导热网链予以实现。由于氧化铝粉体和氧化镁粉体价格低廉且兼具绝缘作用，是目前常用的导热性粉体填充物。与氧化铝相比，氧化镁导热率比氧化铝导热率更高，氧化镁粉体的添加对产品白度的影响较小，应用于透明塑料中亦不影响透光度，对光有特殊的物理折射性，因此氧化镁粉体作为导热塑料的导热性粉体填充物具有明显的优势。

除填充物种类外，填充物形貌对导热塑料的导热性能有一定的影响。棒状填料和具有一定长径比的片状结构填料，虽然在塑料中易形成导热网链，但在加工过程中易发生取向分布，将导致复合材料导热性能产生各向异性，加工方向的导热系数远远高于垂直加工方向的导热系数。由于球形结构的各向同性，因此球形结构的填充剂对提高复合材料的导热性能效果，要比棒状或片状结构的效果更好。目前市售的导热塑料用氧化镁多数为无定形的氧化镁产品，球形氧化镁多数用在高端产品中且被国外生产商垄断，价格高昂。

一般通用导热氧化镁在产品中添加量较少，主要是由于氧化镁无机粉体与导热硅胶片、导热树脂(PA6、PP、PPS、ABS)等各种高分子导热塑料材料不能很好地融合，致使添加量少，导热率差，降低产品韧性强度等问题。

发明内容

本发明提供一种导热塑料专用氧化镁粉体的制备方法，采用简单易行的化学合成方法生产类球形氧化镁粉体，同时通过有效的表面改性，以提高导热塑料导热系数，延长导热塑料的使用寿命。

本发明一种导热塑料专用氧化镁粉体的制备方法，包括如下步骤：

a.在反应器中加入浓度为0.8～2.0mol/L的原料硫酸镁溶液，启动搅拌并加入晶型控制剂M，升温至规定的反应温度后，以喷雾的形式缓慢加入浓度为1.2～2.5mol/L的沉淀剂溶液，继续搅拌进行反应时间，得到碱式碳酸镁浆液，然后进行过滤和水洗，获得碱式碳酸镁滤饼，并将其分为两份，其中一份为碱式碳酸镁滤饼A1，另一份为碱式碳酸镁滤饼A2；

所述原料硫酸镁溶液中硫酸镁与所述的沉淀剂溶液中沉淀剂的摩尔比为1.01～1.05:1.00；

所述的反应温度为50～80℃，搅拌速率为60～100r/min，加入沉淀剂的时间为1～2h，然后继续搅拌反应1～3h。

b.将步骤a得到的碱式碳酸镁滤饼A1进行干燥处理，得到粒度均匀的类球形碱式碳酸镁粉体B；

c.将步骤a得到的碱式碳酸镁滤饼A2加入水热釜中，向其中加入体积为水热釜容积的10％～50％、浓度为1.0～3.0mol/L的硫酸镁溶液，在140～180℃水热温度及其对应的压力下，保持水热时间2.0～10.0h进行水热溶解再结晶，得到大颗粒碱式碳酸镁浆液C；水热釜温度降至60℃后进行过滤、水洗、干燥操作，得到粒度均匀的大颗粒类球形碱式碳酸镁粉体D；

d.将步骤b得到的类球形碱式碳酸镁粉体B和步骤c得到的大颗粒类球形碱式碳酸镁粉体D进行煅烧，分别得到类球形氧化镁粉体E和大颗粒类球形氧化镁粉体F；