[发明专利]一种可注塑成型的导电导热改性氟塑料材料及其制备方法和应用

摘要

本发明涉及一种可注塑成型的导电导热改性氟塑料材料，由以下组分按照重量分数制备而成导电导热改性基础氟塑料50～100份，辅助材料10～30份，填充材料0～20份，加工助剂5～30份。所述的导电导热改性基础氟塑料是由四氟乙烯、全氟丙基乙烯基醚、导电导热介质材料和助剂经过原位聚合而成；本发明的有益效果是本发明制备的氟塑料在聚合过程中加入导电导热介质材料，采用原位聚合的工艺大大降低了材料的体积电阻率(103～104左右)和提高了导热性能(导热系数可达3W/(m.K)以上)，使其在原有耐化学、耐老化基础上具有较好的导电和导热性能。本发明工艺简洁，生产效率高，无污染废物。

主权项

一种可注塑成型的导电导热改性氟塑料材料，其特征在于：由以下组分按照重量份数制备而成：导电导热改性基础氟塑料50～100份，辅助材料10～30份，填充材料0～20份，加工助剂5～30份；所述的导电导热改性基础氟塑料是由四氟乙烯、全氟丙基乙烯基醚、导电导热介质材料和助剂经过原位聚合而成；所述助剂包括引发剂、分散剂、稀释剂、链转移剂和缓冲剂；所述导电导热介质材料由改性碳纳米管、改性石墨烯和改性氮化铝复配而成；1)碳纳米管的制备a、将催化剂溶于无水乙醇中制备催化剂前驱混合溶液，然后将混合溶液均匀涂抹在基材表面，自然晾干，备用；所述催化剂为镍或镁的硝酸盐；所述基材为铜或硅；b、将上述基材放入直流等离子体化学气相沉积设备中的沉积台上，基材与沉积台间有锡丝；c、关闭真空室抽真空，当真空度达到0.1pa时，向真空室内通入氩气和氢气，流量分别为2～4L/min和8～10L/min，启动直流电弧，调节弧电流为100～130A，调节排气阀和真空室调节阀，使真空室内压强稳定在2500～4000Pa，反应5～15min，制得Ni/MgO催化剂；d、在保持氩气流条件下，逐步减小氢气流量至4～5L/min，然后通入碳氢化合物，在2500～4000Pa压力和700～1000℃下进行反应20～30min左右，在Ni/MgO表面即可得到碳纳米管，收集备用；所述碳氢化合物为天然气、甲烷、乙烷、乙烯或乙炔；2)碳纳米管改性将表面改性剂加入无离子水中，配制成30～40mg/ml的溶液，然后将制备的碳纳米管加入溶液中，采用功率为40～250W超声波水浴处理，使碳纳米管被表面改性剂浸润；然后过滤，采用冷冻真空进行干燥，制备出的改性碳纳米管材料，备用；3)石墨烯表面改性处理a、首先将石墨烯加入到添加表面活性剂的水溶液中，通入低频高压脉冲电流，制备出具有良好亲水性的水溶性石墨烯；所述表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠、聚乙烯吡咯烷酮、聚甲基丙烯酸或聚丙烯酰胺；b、将制备好的水溶性石墨烯溶液加入到5～10％的氢氧化钠溶液，用超声分散，再加入过量的氯乙酸，继续反应，离心，真空干燥得到表面改性处理的石墨烯粉末，备用；4)氮化铝表面处理将氮化铝粉末加入到表面改性剂的溶液中，在80℃下搅拌反应3‑4小时；处理后将产品抽滤，干燥，备用；所述表面改性剂为硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂。