[發明專利]高散熱性并具有吸熱性高分子材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201110349244.7
• 申請日: 2011-11-07
• 公開（公告）號: CN102504565A
• 公開（公告）日: 2012-06-20
• 發明（設計）人: 虞海盈
• 申請（專利權）人: 虞海盈
• 主分類號: C08L101/00
• 分類號: C08L101/00;C08K3/36;C08K3/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及高分子材料領域，尤其是涉及一種抗靜電高散熱性并具有吸熱性高分子材料及其制備方法。

背景技術

高分子材料，如塑料、橡膠、涂料、化纖、樹脂等，由于化合物經過聚合交聯形成的大分子體型結構，現在社會的方方面面，因為這些高分子聚合物的種類多，易加工，原料豐富，都離不開這些高分子聚合物。

雖然這些高分子聚合物應用越來越廣，但這些高分子聚合物卻有一個嚴重的缺陷，困擾著所有的科研技術人員，就是這些高分子材料的導電性能和傳熱性能低。雖然這兩個問題在某些領域正是人們所期望的，但畢竟需要絕緣和不導熱的領域有限，而高分子材料的一些比重輕和高強度又使得它在某些領域中可以代替金屬材料，但因為這些高分子材料的絕緣性和不導熱性而無法代替金屬材料的應用。

在導電方面，目前的高分子材料介電常數小，因此在應用時不可避免的產生靜電，由于靜電荷積聚在高分子化合物制品的表面，易造成表面吸附塵埃，甚至引起放電，造成火災，對于化纖織物，由于靜電的產生，使得織物易帶電吸附，穿著不美觀和舒適，并因為易產生靜電火花，也導致了在有些區域禁止穿化纖衣物。

另一方面是這些高分子化合物的導熱性能很低，雖然可以廣泛應用于保溫領域，但對于有些需要導熱性能好、耐腐蝕又質量輕的領域，比如說汽車散熱、換熱器或暖器等領域，這些高分子材料雖然已經具有高強度、耐腐蝕和高溫等特性，但因為不良的導熱性而無法應用。

尤其是現在的太陽能領域，比如現在的太陽能熱水器等利用太陽熱量的領域，現在主要是采用在玻璃中加入吸熱材料來制造，但由于玻璃的低導熱性和低強度，當溫度出現大一些的變化時，玻璃管就容易爆裂。

科研人員一直在致力于提高高分子材料的導電性、熱傳導性和吸熱性能等方面的研究，也已經有一些進展，比如為了避免高分子材料產品表面靜電的積聚，增加它們的抗靜電能力，在高分子材料中一般選擇加入導電物質如聚乙炔、聚苯胺或金屬等，以增加導電性能，但這樣的處理在應用中存在易氧化、加工性能不好、耐侯性差，因填充材料的量而導致強度降低或韌性變差等問題。也有為提高這兩種性能而在材料中加入碳黑，因為碳黑可以同高分子材料更好的結合或交聯，但這樣當能夠實現導熱時必需加入大比例的碳黑，一般在高分子材料重量比50％以上，只有在超過50％的重量比例，才能使填充材料在經過混合后因顆粒的分散而導致熱的傳導不良的問題，這樣得到的產物強度明顯下降只能用于一些對強度要求低的領域。也有技術例如專利(CN200710086993.9)提出在高分子材料的混合交聯過程中，使用磁場誘導顆粒的規則分布，但這樣的結果是可以實現有些填充材料能夠受磁場的影響而規則排列，但磁場不能影響高分子材料的排列規則，這就使得高分子材料在交聯時受到影響進而影響整體材料的強度。因為某些交聯會受到填充材料顆粒的排列而中斷并產生整體材料的傳熱不均勻。

發明內容

為了克服上述的不良影響，實現高分子材料的導電性和熱傳導性，是本發明的目的之一。

在實現上述兩個性能的同時，不影響高分子材料的強度和耐腐蝕性也是本發明的目的之一。

在實現抗靜電和導熱性的同時，也具有高的吸熱性能是本發明的另一目的。

本發明是通過以下技術方案實現的：

一種高散熱并具有吸熱性高分子材料，是在高分子材料中混合了具有導電、導熱和吸熱性能的填料；所述填料為二氧化硅，石墨和碳黑混合物；所述填料為納米材料；所述填料的粒徑為15-20nm；向高分子材料中混合填料的量為25％-45％體積比；所述填料中二氧化硅，石墨和碳黑的量為重量比：二氧化硅∶石墨∶碳黑為(50-70)∶(15-30)∶(15-30)。

作為進一步改進，所述填料中二氧化硅，石墨和碳黑的重量比為二氧化硅∶石墨∶碳黑為(60-65)∶(15-20)∶(15-20)。

一種高散熱并具有吸熱性高分子材料制造方法：

A，首先將粒徑為15-20nm的二氧化硅，石墨和碳黑按比例混合；二氧化硅，石墨和碳黑的量為重量比：二氧化硅∶石墨∶碳黑為(50-70)∶(15-30)∶(15-30)；

B，將高分子材料在0.4MP-0.6MP下熔融并進行高速攪拌，攪拌速度為1500-3000轉/分，并且邊攪拌邊噴入填料，向高分子材料中混合填料的量為25％-45％體積比，加入所需填料后，繼續攪拌40-180分鐘，冷卻加工成成型體。

本發明的有益效果