[發明專利]一種注塑成型高性能導電或導熱聚合物基復合材料制件的方法

有效

• 申請號: 201710051729.5
• 申請日: 2017-01-20
• 公開（公告）號: CN106827428B
• 公開（公告）日: 2019-03-01
• 發明（設計）人: 吳大鳴;孫靖堯;劉穎;鄭秀婷;許紅;趙中里
• 申請（專利權）人: 北京化工大學
• 主分類號: B29C45/56
• 分類號: B29C45/56;B29C45/00;B29K23/00;B29K25/00;B29K27/06;B29K75/00;B29K27/18;B29K67/00;B29K77/00;B29K69/00;B29K33/00;B29K61/04;B29K63/00
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 趙蕊紅

1.一種注塑成型高性能導電或導熱聚合物基復合材料制件的方法，其特征在于：包括如下步驟：

(1)將導電/導熱填料與聚合物基體按0.5～60：100的質量比加入到共混設備中混合均勻，通過共混得到均相的聚合物導電/導熱共混物料體系；

(2)將步驟(1)制備的均相物料體系加入注塑機中，經由注塑機噴嘴向半閉合模具實行定量非充滿注塑；

(3)注塑模具動模部分和靜模部分相對運動，減小模腔體積，通過機械壓縮的方式對均相共混物進行緩慢的第一次壓縮，以形成相對松散的自組裝導電/導熱網絡；

(4)注塑模具動模部分和靜模部分進一步運動至完全合模，對模腔中的聚合物體系進行第二次壓縮以進一步的快速空間限域壓縮并得到最終制件；在此過程中，之前得到的自組裝網絡受到“強制組裝”，形成密實的導電/導熱網絡；通過在模腔表面設置微納結構陣列，對網絡上的填料進行“陣列錨固”，實現填料網絡的微納米精密組裝，得到導電/導熱性能優異的復合材料制品。

2.根據權利要求1所述的一種注塑成型高性能導電或導熱聚合物基復合材料制件的方法，其特征在于：步驟(1)所述的導電/導熱填料為微米或納米尺度的片狀填料、纖維狀填料、球狀填料中的一種或兩種以上的組合物。

3.根據權利要求1所述的一種注塑成型高性能導電或導熱聚合物基復合材料制件的方法，其特征在于：步驟(1)所述的聚合物基體為熱塑性聚合物樹脂、熱固性樹脂或光固化樹脂。

4.根據權利要求1所述的一種注塑成型高性能導電或導熱聚合物基復合材料制件的方法，其特征在于：步驟(1)所述的共混設備包括高速混合器、超聲分散儀、密煉機、各類螺桿式擠出機。

5.根據權利要求1所述的一種注塑成型高性能導電或導熱聚合物基復合材料制件的方法，其特征在于：步驟(2)所述的注塑機具備二次或多次壓縮功能。

6.根據權利要求1所述的一種注塑成型高性能導電或導熱聚合物基復合材料制件的方法，其特征在于：步驟(4)所述的第二次壓縮，依據制品實際需求可進行二次及二次以上的多次壓縮。

7.根據權利要求1所述的一種注塑成型高性能導電或導熱聚合物基復合材料制件的方法，其特征在于：步驟(4)所述的微納結構陣列包括V-cut結構、半球型結構、圓柱結構、棱鏡結構、金字塔結構、棱錐結構或半橢圓球結構中的一種或兩種以上的組合。

8.根據權利要求2所述的一種注塑成型高性能導電或導熱聚合物基復合材料制件的方法，其特征在于：所述的片狀填料為鱗片石墨、石墨烯或鱗片狀碳粉中的一種或兩種以上的組合物；纖維狀填料為碳纖維、碳納米管、碳納米纖維或纖維狀碳粉中的一種或兩種以上的組合物；球狀導電填料為炭黑、富勒烯、銀粉、氧化鎂、氧化鋁、氧化鋅、氧化鈹、氮化鋁、氮化硼或碳化硅中的一種或兩種以上的組合物。

9.根據權利要求3所述的一種注塑成型高性能導電或導熱聚合物基復合材料制件的方法，其特征在于：所述的熱塑性聚合物樹脂為聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚氨酯、聚四氟乙烯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚甲醛、尼龍、聚碳酸酯或聚甲基丙烯酸甲酯中的一種或兩種以上的組合物；熱固性樹脂為酚醛樹脂、聚二甲基硅氧烷、硫化橡膠、環氧樹脂、不飽和聚酯樹脂、聚萘丙噁嗪樹脂或熱固性聚酰亞胺樹脂中的一種或兩種以上的組合物；光固化樹脂為環氧丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、聚酯丙烯酸脂、乙烯基醚樹脂、不飽和聚酯、有機硅低聚物或聚醚丙烯酸酯中的一種或兩種以上的組合物。