[发明专利]一种高垂直导热率以及力学性能优异的聚丙烯复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种高垂直导热率以及力学性能优异的聚丙烯复合材料，其特征在于为聚丙烯、马来酸酐接枝聚丙烯以及碳系填料杂化的共混物，碳系填料至少包含二维碳系结构和零维碳系结构；其中碳系填料占聚丙烯和碳系填料总量的质量含量为5％～80％，马来酸酐接枝聚丙烯与聚丙烯和碳系填料总量的质量比为0.01％～10％：100％。

2.如权利要求1所述的一种高垂直导热率以及力学性能优异的聚丙烯复合材料，其特征在于所述的碳系填料选自片状石墨、球状石墨、炭黑、碳纤维、碳纳米管、石墨烯。

3.如权利要求1所述的一种高垂直导热率以及力学性能优异的聚丙烯复合材料，其特征在于所述的碳系填料选用片状石墨、球状石墨的组合。

4.如权利要求1所述的一种高垂直导热率以及力学性能优异的聚丙烯复合材料，其特征在于所述的聚丙烯融指数为1～1800g/10min。

5.如权利要求1所述的一种高垂直导热率以及力学性能优异的聚丙烯复合材料，其特征在于所述的马来酸酐接枝聚丙烯的接枝率为0.1wt％～3wt％。

6.如权利要求1或2所述的一种高垂直导热率以及力学性能优异的聚丙烯复合材料，其特征在于所述的球状石墨占聚丙烯和碳系填料总量的质量含量为0.5～20％。

7.如权利要求1或2所述的一种高垂直导热率以及力学性能优异的聚丙烯复合材料，其特征在于所述的片状石墨的目数为100～1800目。

8.如权利要求1或2或5所述的一种高垂直导热率以及力学性能优异的聚丙烯复合材料，其特征在于所述的球状石墨的平均粒径为8～15μm。

9.如权利要求1所述的一种高垂直导热率以及力学性能优异的聚丙烯复合材料，其特征在于还包括添加剂，添加剂与聚丙烯和碳系填料总量的质量比为0.01％～3％：100％。

10.如权利要求2所述的一种高垂直导热率以及力学性能优异的聚丙烯复合材料，其特征在于所述的添加剂包括润滑剂、增容剂、稳定剂的一种或多种。

11.如权利要求10所述的一种高垂直导热率以及力学性能优异的聚丙烯复合材料，其特征在于所述的润滑剂为硅酮类润滑剂。

12.如权利要求1-8任一所述的一种高导热以及力学性能优异的聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤；

步骤(1)：将聚丙烯、马来酸酐接枝聚丙烯和碳系填料分别在80～100℃下真空干燥12～24h；

步骤(2)：将干燥后的聚丙烯、马来酸酐接枝聚丙烯和碳系填料按一定的质量比，加入熔融混炼设备180～230℃下进行熔融混炼，得到共混物；

步骤(3)：将混合物从熔融混炼设备中出料，降至常温，得到聚丙烯复合材料；

步骤(4)：将复合材料进行压片，压片条件为：压力5～30MPa，温度190～230℃，保压3～10分钟；之后冷压，条件为：压力5～30MPa、常温，保压1～4分钟，得到厚度为100～1000μm的薄片。

13.如权利要求12所述的制备方法，其特征在于所述的步骤(2)熔融混炼设备为密炼机，预混时密炼机的转子速度为10～30rpm，熔融混炼时间1～2min，然后将转子速度提升至45～75rpm，熔融混炼5～10min。

14.如权利要求书1-10任一所述的高导热率以及力学性能优异的聚丙烯复合材料可熔融加工制备成各种塑料制品，用于换热需求的各种工业、民用场合。