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    重庆时时彩三星组六: 高分子复合导热材料及其制备方法和应用.pdf

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    高分子 复合 导热 材料 及其 制备 方法 应用
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    摘要
    申请专利号:

    CN201110047425.4

    申请日:

    2011.02.28

    公开号:

    CN102311578A

    公开日:

    2012.01.11

    当前法律状态:

    授权

    有效性:

    有权

    法律详情: 授权|||实质审查的生效IPC(主分类):C08L 23/12申请日:20110228|||公开
    IPC分类号: C08L23/12; C08L23/08; C08L23/20; C08K13/04; C08K7/06; C08K3/04; C08K5/098; C09K5/14; F28F21/06 主分类号: C08L23/12
    申请人: 吴志祥
    发明人: 吴志祥; 吴涛
    地址: 315450 浙江省宁波市余姚市马渚镇东一路275号
    优先权:
    专利代理机构: 杭州杭诚专利事务所有限公司 33109 代理人: 林宝堂
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    法律状态
    申请(专利)号:

    CN201110047425.4

    授权公告号:

    102311578B||||||

    法律状态公告日:

    2013.11.13|||2012.03.07|||2012.01.11

    法律状态类型:

    授权|||实质审查的生效|||公开

    摘要

    本发明公开了一种应用于水媒采暖用散热器的高分子复合导热材料及其制备方法,其目的在于解决现有水媒采暖用散热器的材料存在的问题。本发明的高分子复合导热塑料由原料混合后反应制得,所述的原料按重量份计包括以下成分:石墨粉45~55份,聚丙烯45~60份,抗氧剂1.5~7份,POE1~5份,碳纤维2~10份,偶联剂2~6份,防霉剂0.3~0.6份,硬脂酸钡0.5~1份。本发明的材料制得的散热器耐腐蚀、重量轻、造价低、抗压强度高、不会发霉变质、热稳定性及润滑性能好、高效耐用。

    权利要求书

    1: 一种高分子复合导热材料, 所述的高分子复合导热材料由原料混合后反应制得, 其 特征在于 : 所述的原料按重量份计包括以下成分 : 石墨粉 45~55 份, 聚丙烯 45~60 份, 抗氧 剂 1.5~7 份,POE 1~5 份, 碳纤维 2~10 份, 偶联剂 2~6 份, 防霉剂 0.3~0.6 份, 硬脂酸钡 0.5~1 份, PP 相溶剂 1.5~3.5 份。
    2: 根据权利要求 1 所述的高分子复合导热材料, 其特征在于 : 所述的原料中还包括线 性低密度聚乙烯, 线性低密度聚乙烯为 4~6 份。 3. 根据权利要求 1 或 2 所述的高分子复合导热材料, 其特征在于 : 所述的抗氧剂由抗 氧剂 1010 和抗氧剂 168 组成, 按占原料的重量份计, 抗氧剂 1010 为 0.5~3 份, 抗氧剂 168 为 1~4 份。 4. 根据权利要求 1 或 2 所述的高分子复合导热材料, 其特征在于 : 所述的原料中, 石墨 粉细度为 1000~2500 目, 聚丙烯为 45~55 份。 5. 根据权利要求 1 或 2 所述的高分子复合导热材料, 其特征在于 : 所述的原料中, 石墨 粉细度为 1500~2500 目, 聚丙烯为 50~60 份。 6. 根据权利要求 5 所述的高分子复合导热材料, 其特征在于 : 所述的 POE 为 2~4 份, 碳 纤维为 2~5 份, 偶联剂为 4~6 份。 7. 一种如权利要求 1 或 2 所述的高分子复合导热材料的制备方法, 其特征在于 : 所述 的制备方法为 : 将原料均匀混合后倒入密炼机中密炼 8~15 分钟, 密炼温度为 160~190℃, 然 后输入双螺杆挤出机造粒得成品。 8. 一种如权利要求 1 或 2 所述的高分子复合导热材料在水媒采暖用散热器制造中的 应用。
    3: 5 份。 2. 根据权利要求 1 所述的高分子复合导热材料, 其特征在于 : 所述的原料中还包括线 性低密度聚乙烯, 线性低密度聚乙烯为 4~6 份。 3. 根据权利要求 1 或 2 所述的高分子复合导热材料, 其特征在于 : 所述的抗氧剂由抗 氧剂 1010 和抗氧剂 168 组成, 按占原料的重量份计, 抗氧剂 1010 为 0.5~3 份, 抗氧剂 168 为 1~4 份。
    4: 根据权利要求 1 或 2 所述的高分子复合导热材料, 其特征在于 : 所述的原料中, 石墨 粉细度为 1000~2500 目, 聚丙烯为 45~55 份。
    5: 根据权利要求 1 或 2 所述的高分子复合导热材料, 其特征在于 : 所述的原料中, 石墨 粉细度为 1500~2500 目, 聚丙烯为 50~60 份。
    6: 根据权利要求 5 所述的高分子复合导热材料, 其特征在于 : 所述的 POE 为 2~4 份, 碳 纤维为 2~5 份, 偶联剂为 4~6 份。
    7: 一种如权利要求 1 或 2 所述的高分子复合导热材料的制备方法, 其特征在于 : 所述 的制备方法为 : 将原料均匀混合后倒入密炼机中密炼 8~15 分钟, 密炼温度为 160~190℃, 然 后输入双螺杆挤出机造粒得成品。
    8: 一种如权利要求 1 或 2 所述的高分子复合导热材料在水媒采暖用散热器制造中的 应用。

    说明书


    高分子复合导热材料及其制备方法和应用

        技术领域 本发明涉及导热材料生产技术领域, 特别涉及一种应用于水媒采暖用散热器的高 分子复合导热材料及其制备方法和应用。
         背景技术 目前水媒采暖用的散热器大多是采用铁、 钢或铝等金属材料制成, 存在能耗大、 造 价高、 易腐蚀、 笨重、 使用寿命短的缺陷。
         钢制水媒采暖用散热器被腐蚀的原因为 : 氧化腐蚀及各种氧浓度差腐蚀 : 如缝隙 腐蚀、 水线腐蚀、 点腐蚀、 垢下腐蚀均是钢制散热器腐蚀穿孔漏水的主要原因。从锈蚀产物 的成分及结合水质分析表明, 供暖水质差 (如较高的含氧量, 金属离子及酸根特别是氯离子 的存在是钢制散热器腐蚀的主要外因。碱性腐蚀是铝制水媒采暖用散热器腐蚀的主要原 因: 电化学腐蚀、 即当两种不同的金属接触在一起的时候, 总是电极电位低的一种先被腐蚀 从而?;ち说缂缥桓叩牧硪恢纸鹗舨槐桓?。 铜铝复合散热器产主的腐蚀即为电化学腐 蚀。
         近年来也有用塑料制成的水媒采暖用散热器的报道, 人们正在积极研究采用各种 新型材料替代来弥补以上的不足, 比如用改性聚丙烯、 聚乙烯材料制备散热器, 但均因散热 性能及工作压力不能达到水媒采暖用散热器的使用环境的要求而未能实际使用。
         公告号为 CN100478386C 的发明专利, 公开了一种矿物基复合材料, 该材料由 1500~3000 目石墨粉、 聚丙烯、 碳纤维、 偶联剂和抗氧剂经过高速搅拌及造粒工序制成。该 材料的不足是抗压强度低, 加工成散热器后在较高水压下易于破裂, 在使用过程中由于环 境条件的不同会受到微生物的侵蚀而发霉变质, 导致使用寿命减少 ; 而且该材料热稳定性 及润滑性也不佳, 这影响了散热器的效用。 同时该材料在造粒时没有经过密炼, 而是混合搅 拌, 制得的材料密度低, 也使得该材料无法承受较高水压。
         发明内容 本发明的目的之一在于解决现有技术存在的上述问题, 提供一种应用于水媒采暖 用散热器的高分子复合导热材料, 该材料制得的散热器耐腐蚀、 重量轻、 造价低、 抗压强度 高、 不会发霉变质、 热稳定性及润滑性能好、 高效耐用。
         本发明的另一目的在于提供一种高分子复合导热材料的制备方法, 该制备方法中 加入了密炼步骤, 增加了材料的密度, 进一步提高了抗压性能。
         本发明解决其技术问题所采用的技术方案是 : 一种高分子复合导热材料, 所述的 高分子复合导热塑料由原料混合后反应制得, 所述的原料按重量份计包括以下成分 : 石墨 粉 45~55 份, 聚丙烯 45~60 份, 抗氧剂 1.5~7 份, POE 1~5 份, 碳纤维 2~10 份, 偶联剂 2~6 份, 防霉剂 0.3~0.6 份, 硬脂酸钡 0.5~1 份, PP 相溶剂 1.5~3.5 份。
         本发明的配方中加入了 POE 作为接枝物, 增加了本发明的韧性, 从而提高了本发 2 2 明的抗压强度, 工作压力由原来的 0.6~0.8Mpa/cm 提高到 0.8~1.0Mpa/cm 。POE (聚烯烃弹
         性体) 是由辛烯和聚烯烃树脂组成的、 连续相与分散相呈现两相分离的聚合物掺混物?;?特性 : (1) POE 具有热塑性弹性体的一般物性, 如成型性、 废料再利用和硫化胶性能等。 (2) 价格低, 并且相对密度小, 因而体积价格低廉。 (3) 耐热性、 耐寒性优异, 使用范围宽广。 (4) 耐候性、 耐老化性良好。 (5) 耐油性、 耐压缩永久变形和耐磨耗等不太好。
         本发明配方中使用的防霉剂为塑料防霉剂, 为市售产品 (生产厂家如三博生化) , 研究表明, 对高分子材料侵害最重要的是真菌, 即霉菌, 防霉剂的添加保证本发明不会发霉 变质, 延长了使用寿命。
         本发明的配方中加入硬脂酸钡, 增加了本发明材料的热稳定性及润滑性, 使得散 热气高效耐用。 热稳定性的增加, 散热器的导热性能稳定, 这样导热效率高, 润滑性的增加, 水垢不易附着, 清理维护方便, 成本低。
         本发明的偶联剂为市售产品, 可选用钛酸酯偶朕剂 (南京曙光化工) 、 铝酸酯偶联 剂 (重庆嘉世泰化工) 、 铝酸锆偶联剂 (重庆嘉世泰化工) 等。
         PP 相溶剂, 市售, 起到降低相界面张力、 提高相间互容性与粘结力的作用。
         作为优选, 所述的原料中还包括线性低密度聚乙烯, 线性低密度聚乙烯为 4~6 份。 线性低密度聚乙烯除具有一般聚烯烃树脂的性能外, 其抗张强度、 抗撕裂强度、 耐环境应力 开裂性、 耐低温性、 耐热性和耐穿刺性优越, 在本发明的配方中增加线性低密度聚乙烯进一 步增加了本发明的抗压强度以及热稳定性。线性低密度聚乙烯, 型号 7042, 市售。 作为优选, 所述的抗氧剂由抗氧剂 1010 和抗氧剂 168 组成, 按占原料的重量份计, 抗氧剂 1010 为 0.5~3 份, 抗氧剂 168 为 1~4 份??寡跫?1010、 抗氧剂 168 均为市售产品, 生 产厂 : 瑞士汽吧精化??寡跫?168 是辅助抗氧剂。
         作为优选, 所述的原料中, 石墨粉细度为 1000~2500 目, 聚丙烯为 45~55 份。
         作为优选, 所述的原料中, 石墨粉细度为 1500~2500 目, 聚丙烯为 50~60 份。作为 优选, 所述的 POE 为 2~4 份, 碳纤维为 2~5 份, 偶联剂为 4~6 份。
         石墨粉细度与对本发明材料的拉伸强度和冲击强度有影响, 碳纤维起增强剂的作 用, 碳纤维强度高, 导热性能好, 耐腐蚀性能优良。
         本发明在上述众多组合中, 具有两种最佳组合, 使得本发明的材料有较佳性能。
         第一种组合 : 1000~2500 目石墨粉 50 份, 聚丙烯 45~55 份, 抗氧剂 1010 0.5~3 份, 抗氧剂 168 1~4 份, POE 1~5 份, 防霉剂 0.3~0.6 份, 碳纤维 2~10 份, 偶联剂 2~6 份, 硬脂酸 钡 0.5~1 份, PP 相溶剂 1.5~3.5 份。
         第二种组合 : 1500~2500 目石墨粉 55 份, 聚丙烯 50~60 份, 线性低密度聚乙烯 4~6 份, 抗氧剂 1010 0.5~3 份, 抗氧剂 168 1~4 份, POE 2~4 份, 防霉剂 0.3~0.6 份, 偶联剂 4~6 份, 碳纤维 2~5 份, 硬脂酸钡 0.5~1 份, PP 相溶剂 1.5~3.5 份。
         一种高分子复合导热材料的制备方法, 所述的制备方法为 : 将原料均匀混合后倒 入密炼机中密炼 8~15 分钟, 密炼温度为 160~190℃, 然后输入双螺杆挤出机造粒得成品。 加 入了密炼步骤, 增加了材料的密度, 进一步提高了抗压性能。
         本发明还提供上述的高分子复合导热材料在水媒采暖用散热器制造中的应用。
         本发明的有益效果是 : 1、 重量轻、 造价低、 节能环保 ; 导热性能好、 耐热性和耐腐 蚀性能好 ; 可塑性强、 使用寿命长 ; 2、 加入 POE, 抗压强度高 ; 3、 加入防霉剂, 不会发霉变质, 环境适应能力强 ;4、 加入硬脂酸钡, 热稳定性及润滑性能好, 表面不易结垢, 高效耐用。
         具体实施方式
         下面通过具体实施例, 对本发明的技术方案作进一步的具体说明。
         实施例 1 : 称取原料 : 1000 目石墨粉 45kg, 聚丙烯 (韩国晓星) 55kg : 由型号 R200P 的 PP 35kg 和型号 HB240P 的 PP 20kg 组成, 抗氧剂 1010 0.5kg, 抗氧剂 168 1kg, POE 5kg, 塑料防霉剂 0.6kg, 碳纤维 10kg, 钛酸酯偶联剂 6kg, 硬脂酸钡 1kg, PP 相溶剂 3.5kg。将称 量好的原料均匀混合后倒入密炼机中密炼 8 分钟, 密炼温度为 160℃, 然后输入双螺杆挤出 机造粒得成品。
         实施例 2 : 称取原料 : 2000 目石墨粉 50 kg, 聚丙烯 (韩国晓星) 50 kg : 由型号 R200P 的 PP 35kg 和型号 HB240P 的 PP 15kg 组成, 抗氧剂 1010 2 kg, 抗氧剂 168 2 kg, POE 3 kg, 塑料防霉剂 0.5 kg, 碳纤维 6 kg, 钛酸酯偶联剂 4 kg, 硬脂酸钡 0.7 kg, PP 相溶剂 2kg。将 称量好的原料均匀混合后倒入密炼机中密炼 10 分钟, 密炼温度为 180℃, 然后输入双螺杆 挤出机造粒得成品。
         实施例 3 : 称取原料 : 2500 目石墨粉 55 kg, 聚丙烯 (韩国晓星, 型号 R200P) 45 kg, 抗氧剂 1010 3 kg, 抗氧剂 168 4 kg, POE 1 kg, 塑料防霉剂 0.3 kg, 碳纤维 2 kg, 铝酸酯偶 联剂 2 kg, 硬脂酸钡 0.5 kg, PP 相溶剂 1.5kg。将称量好的原料均匀混合后倒入密炼机中 密炼 15 分钟, 密炼温度为 190℃, 然后输入双螺杆挤出机造粒得成品。
         实施例 4 : 称取原料 : 1500 目石墨粉 50 kg, 聚丙烯 60 kg, 线性低密度聚乙烯 6 kg, 抗氧剂 1010 3 kg, 抗氧剂 168 4 kg, POE 4 kg, 防霉剂 0.6 kg, 钛酸酯偶联剂 6 kg, 碳纤维 5 kg, 硬脂酸钡 1 kg, PP 相溶剂 3.5kg。将称量好的原料均匀混合后倒入密炼机中密炼 15 分钟, 密炼温度为 190℃, 然后输入双螺杆挤出机造粒得成品。
         实施例 5 : 称取原料 : 2000 目石墨粉 55 kg, 聚丙烯 55 kg, 线性低密度聚乙烯 5 kg, 抗氧剂 1010 1.5 kg, 抗氧剂 168 2 kg, POE 3 kg, 防霉剂 0.4 kg, 钛酸酯偶联剂 5 kg, 碳纤 维 3 kg, 硬脂酸钡 0.7 kg , PP 相溶剂 2.5kg。将称量好的原料均匀混合后倒入密炼机中密 炼 10 分钟, 密炼温度为 180℃, 然后输入双螺杆挤出机造粒得成品。
         实施例 6 : 称取原料 : 2500 目石墨粉 55 kg, 聚丙烯 50 kg, 线性低密度聚乙烯 4 kg, 抗氧剂 1010 0.5 kg, 抗氧剂 168 1 kg, POE 2 kg, 防霉剂 0.3 kg, 铝酸锆偶联剂 4 kg, 碳纤 维 2 kg, 硬脂酸钡 0.5 kg , PP 相溶剂 1.5kg。将称量好的原料均匀混合后倒入密炼机中密 炼 8 分钟, 密炼温度为 160℃, 然后输入双螺杆挤出机造粒得成品。
         本发明的材料经国家化学建筑材料测试中心的检测结果见表 1。
         本发明的材料制成散热器后抗压测试数据见表 2。
         本发明的材料制成散热器与现有散热器的性能对比见表 3, 表 3 中的中心距指散 热器一侧的上部出口中心和该侧的下部出口中心之间的距离。
         以上所述的实施例只是本发明较佳的方案, 并非对本发明作任何形式上的限制, 在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。7

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