一种纳米碳材料填充高导热树脂复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种纳米碳材料填充高导热树脂复合材料及其制备方法，其配方如下：基体树脂30‑50份；纳米复合填料30‑50份；无卤阻燃剂10‑20份；硬脂酸锌1‑5；抗氧剂1010：0.1‑1份，KH‑550：0.1‑1份；POE1‑8份。其制备工艺如下:利用导热填料颗粒作为载体，将纳米碳化物附着在载体颗粒表面，形成具有一定结合强度的复合粒子，以此复合粒子作为导热填料填充在基体材料内形成高导热树脂复合材料。本发明专利技术有效的解决了传统技术中纳米材料容易在基体中的团聚问题，增加导热通路，最大限度的发挥碳纳米材料的导热性能，从而提高导热树脂复合物的导热性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于高分子材料
，具体涉及一种纳米碳材料填充高导热树脂复合材料及其制备方法。
技术介绍
碳纳米材料以其出色的电学、力学、热学性能以及超高的比表面积，在复合材料改性方面显示出广泛的应用前景。作为碳纳米填料，石墨烯和碳纳米等管在改善导热性方面已经取得重要进展，然而由于制备工艺等的限制，复合材料的性能仍然与人们基于碳纳米填料优异性能所产生的预期相距甚远。研究表明，碳纳米填料的增强效果与其在基体中的分散性以及碳纳米填料/基体间的界面作用密切相关，纳米碳材料例如碳纤维、石墨、碳纳米管以及石墨烯具有较高的导热率，而被广泛地应用于填充型导热复合材料中。但是，传统的工艺中，由于纳米材料表面能高，易团聚，不能在基体中构成有效的导热通路，而且不均匀分布致使制备的材料具有结构缺陷，最终严重影响材料的各项性能。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种纳米碳材料填充高导热树脂复合材料及其制备方法，本专利技术有效的解决了传统技术中纳米材料容易在基体中的团聚问题，增加导热通路，最大限度的发挥碳纳米材料的导热性能，从而提高导热树脂复合物的导热性能。一种纳米碳材料填充高导热树脂复合材料，按质量分数计，其配方如下：基体树脂30-50份；纳米复合填料30-50份；无卤阻燃剂10-20份；硬脂酸锌1-5；抗氧剂10100.1-1份，KH-5500.1-1份；POE1-8份。按质量分数计，纳米复合填料配方如下：导热填料颗粒80-99份，纳米碳化物1-20份。导热填料颗粒为：石墨、金属粉末，金属氧化物，金属氮化物的一种或者一种以上的混合颗粒，且颗粒粒径为0.1-100μm。纳米碳材料为：碳纤维、石墨、碳纳米管，碳纳米角以及石墨烯等纳米碳材料中的一种或者一种以上的混合材料。基体材料为：碳链聚合物如聚乙烯、聚苯乙烯等；杂链聚合物如聚甲醛、聚酰胺、聚砜、聚醚等；元素有机聚合物如有机硅等，其中的一种或者一种以上复合组成。石墨颗粒必须满足一定的石墨化度，用下式定义石墨化度P：其中,石墨（002）面的层间距由X射线衍射（XRD），根据d（002）=λ/2sinθ;λ为X射线波长；θ为衍射角，石墨材料的石墨化度P值小于0.19。一种纳米碳材料填充高导热树脂复合材料的制备方法，利用导热填料颗粒作为载体，将纳米碳化物附着在载体颗粒表面，形成具有一定结合强度的复合粒子，以此复合粒子作为导热填料填充在基体材料内形成高导热树脂复合材料。所述纳米碳材料复合填料粒子为鳞片石墨（D50=1-55um）90-99份；碳纳米管CNTs1-10份，所述纳米复合填料制备方法是将配方原料混合后加入机械融合机内，融合机刀距0.5-2；转速1000-3000r/min；融合时间15-120min。一种散热器件，其特征在于，该散热器件采用权利要求1所述的纳米碳材料填充高导热树脂复合材料构成。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：1、本专利技术利用导热填料颗粒作为载体，将纳米碳化物附着在载体颗粒表面，形成具有一定结合强度(无具体数值)的复合粒子，以此复合粒子作为导热填料使用，这样有效的解决了以往技术中纳米材料在基体中的容易团聚问题，不能建立有效的导热通路，无法发挥碳纳米材料优秀新能的问题。2，本专利技术采用石墨材料的石墨化度P值作为石墨选材标准，有效的避免了以往技术中不合适的石墨材料对对导热复合材料性能影响。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术做进一步描述：纳米复合填料制备：将鳞片石墨置于烘箱内，经80℃，4h烘烤后，A纳米复合填料：鳞片石墨（D50=1-55um）99.5份；碳纳米管CNTs0.5份。将上述材料混合均匀后，加入机械融合机内，融合机刀距0.5；转速1800r/min；融合时间30min。B纳米复合填料：鳞片石墨（D50=1-55um）99份；碳纳米管CNTs1份。将上述材料混合均匀后，加入机械融合机内，融合机刀距0.5；转速1800r/min；融合时间30min。C纳米复合填料：鳞片石墨（D50=1-55um）98.5份；碳纳米管CNTs1.5份。将上述材料混合均匀后，加入机械融合机内，融合机刀距0.5；转速1800r/min；融合时间30min。D纳米复合填料：鳞片石墨（D50=1-55um）98份；碳纳米管CNTs2份。将上述材料混合均匀后，加入机械融合机内，融合机刀距0.5；转速1800r/min；融合时间30min。实施例1PPEP340树脂40份；A纳米复合填料40份；无卤阻燃剂18份；硬脂酸锌1.5；抗氧剂10100.2份，KH-5500.3份；POE4份。制备方法：（1）将PP树脂放入到鼓风干燥机中于70℃-80℃的温度下干燥2-3小时；（2）加入纳米复合填料、无卤阻燃剂、硬脂酸锌、抗氧剂1010、KH-550和POE至高混机中混合3分钟，混合均匀；（3）将混好的原料置于挤出机的下料斗中，经双螺杆挤出机熔融挤出，工艺参数为：一区温度170-175℃，二区温度175-185℃，三区温度190-200℃，四区温度200-205℃，五区温度210-215℃，六区温度205-210℃，七区温度200-205℃，八区温度205-210℃，九区温度200-205℃，模头温度200-205℃。主机：250r/min，喂料：80r/min。实施例2基体树脂30份；B纳米复合填料30份；无卤阻燃剂10份；硬脂酸锌1份；抗氧剂10100.1份，KH-5500.1份；POE1份。基体材料为：聚乙烯。制备方法：与实施例1相同。实施例3基体树脂50份；C纳米复合填料50份；无卤阻燃剂20份；硬脂酸锌5份；抗氧剂10101份，KH-5501份；POE8份。基体材料为：聚甲醛。制备方法：与实施例1相同。实施例4基体树脂40份；D纳米复合填料35份；无卤阻燃剂12份；硬脂酸锌3份；抗氧剂10100.5份，KH-5500.7份；POE4份。基体材料为：聚醚。制备方法：与实施例1相同。实施例5基体树脂45份；鳞片石墨和碳纳米管混合物与A纳米复合填料比例相同，但是未经过融合处理的混合物40份；无卤阻燃剂18份；硬脂酸锌2份；抗氧剂10100.2份，KH-5500.7份；POE6份。基体材料为：有机硅。制备方法：与实施例1相同。比较例纳米复合填料制备：E纳米复合填料：改性氧化铝Al2O3（D50=1-55um）99.5份；多壁碳纳米管MWNTs0.5份。将上述本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种纳米碳材料填充高导热树脂复合材料,其特征在于, 按质量分数计，其配方如下：基体树脂30‑50份；纳米复合填料30‑50份；无卤阻燃剂 10‑20份；硬脂酸锌1‑5；抗氧剂1010 0.1‑1 份，KH‑550 0.1‑1 份；POE1‑8份。

【技术特征摘要】
1.一种纳米碳材料填充高导热树脂复合材料,其特征在于,按质量分数计，其配方如
下：基体树脂30-50份；纳米复合填料30-50份；无卤阻燃剂10-20份；硬脂酸锌1-5；抗氧剂
10100.1-1份，KH-5500.1-1份；POE1-8份。
2.根据权利要求书1中所述的一种纳米碳材料填充高导热树脂复合材料,其特征在于:
按质量分数计，纳米复合填料配方如下：导热填料颗粒80-99份，纳米碳化物1-20份。
3.根据权利要求书2中所述的一种纳米碳材料填充高导热树脂复合材料，其特征在于：
导热填料颗粒为：石墨、金属粉末，金属氧化物，金属氮化物的一种或者一种以上的混合颗
粒，且颗粒粒径为0.1-100μm。
4.根据权利要求书2中所述的一种纳米碳材料填充高导热树脂复合材料，其特征在于
为：纳米碳材料为：碳纤维、石墨、碳纳米管，碳纳米角以及石墨烯等纳米碳材料中的一种或
者一种以上的混合材料。
5.根据权利要求书1中所述的一种纳米碳材料填充高导热树脂复合材料，其特征在于
为：基体材料为：碳链聚合物如聚乙烯、聚苯乙烯等；杂链聚合物如聚甲醛、聚酰胺、聚砜、聚
醚等；元素有机聚合物如有机硅等，其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：付巍，
申请(专利权)人：深圳市京信通科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44