一种导热长玻纤、导热长玻纤pp复合材料及其制备方法

xiaoxiao2023-3-15  65

一种导热长玻纤、导热长玻纤pp复合材料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及材料技术领域,具体涉及一种导热长玻纤、导热长玻纤PP复合材料及 其制备方法。
【背景技术】
[0002] 长玻纤增强PP (LFRT-PP )材料具有优异的耐冲击性以及优良的力学性能和电绝缘 性,其使用温度范围一般在-100~160°c之间,尺寸稳定性高,耐蠕变性高,是一种集刚、 硬、韧于一体的典型塑料。正是由于这些优点,聚玻纤增强PP现已被广泛应用于电子电器、 办公用品、精密机器、医疗、劳保、家庭用品以及汽车等领域。然而,。但现有的长玻纤增强PP 复合材料传热导热性能较差,用这些材料制备大型照明设备外壳、发动机外罩等产品时,容 易因散热性能较差而损毁设备。现有的解决办法是向长玻纤增强PP复合材料添加具有散 热功能的填充料,但所得产品的传热导热效果依旧不佳。

【发明内容】

[0003] 有鉴于此,本发明公开一种具有高导热效率的长玻纤。
[0004] 本发明的目的通过以下技术方案实现:一种导热长玻纤,其原料按重量计包括: 无碱连续长玻纤 50-85份; 硬脂酸锌 3-7份 氢氧化钡 0.01-0.25份; 氢氧化钠 0.2-0.9份; 其制备方法为 1) 将无碱长玻纤、硬脂酸锌、氢氧化钡和氢氧化钠在去离子水中混合,充分搅拌后得 到混合溶液; 2) 在真空手套箱中,将四氯化钛滴加到步骤1)所述的混合溶液中得到反应溶液; 所述氢氧化钡和四氯化钛的摩尔比为1:2~2.5 ; 3) 将所述配置好的反应溶液加入到聚四氟乙烯内衬中,再将内衬放入到水热反应釜 进行反应; 4) 将所述反应后得到的产物离心清洗、干燥,得到所述导热长玻纤。
[0005] 所述无碱连续长玻纤可选用任一种现有技术实现。硬脂酸锌主要用作苯乙烯树 月旨、酚醛树脂、胺基树脂的润滑剂和脱模剂。同时在橡胶中还具有硫化活性剂,软化剂的功 能。氢氧化钡为无色透明结晶或白色粉末。在硫酸干燥器中能失去7分子结晶水,约在78°C 失去全部结晶水。可溶于水、甲醇,微溶于乙醇,几乎不(难)溶于丙酮。若从空气中迅速吸收 二氧化碳变成碳酸盐后,则不能完全溶于水。相对密度2.188。熔点78°C(八水化合物,在纯 氢氧化钡的情况下是>408°C的)。折光率1.471。有毒。有腐蚀性。测定空气中的二氧化碳。叶 绿素的定量。糖及动植物油的精制。锅炉用水清净剂。杀虫剂。橡胶工业。本发明中,氢氧化 钡可选用任一种现有技术实现。四氯化钛,或氯化钛(IV),是化学式为TiC14的无机化合 物。四氯化钛是生产金属钛及其化合物的重要中间体。室温下,四氯化钛为无色液体,并在 空气中发烟,生成二氧化钛固体和盐酸液滴的混合物。聚四氟乙烯内衬为现有技术,填充度 优选为70% -80%。设计人发现,无碱连续长玻纤与氢氧化钡、硬脂酸锌水热反应后,其导 热系数可以大幅上升,这种长玻纤被添加至PP材料中,可使获得的复合材料具有优秀的导 热性能,尤其适用于制备对导热性能要求较高的大型照明设备外壳、发动机外罩等产品。适 量的四氯化钛处理,更能提高氢氧化钡的稳定性,使所制得的长玻纤其导热性能能够长期 保持稳定。
[0006] 进一步的,所述水热反应的温度为200~220°C,所述水热反应的时间为10~ 20小时;所述长玻纤为无碱连续玻纤,所述无碱连续玻纤直径为11_20μπι。
[0007] 更进一步的,本发明还提供一种含有所述导热长玻纤的导热长玻纤ΡΡ复合材料, 其原料按重量计包括: 导热长玻纤 10-30份; ΡΡ 80-90份; 阻燃剂 1-3份; 抗氧化剂 0.1-1份; 马来酸酐接枝聚烯烃弹性体1-5份。
[0008] 所述ΡΡ可选用任一种现有技术的ΡΡ材料实现。所述阻燃剂可选用任一种市售产品 实现,如三氧化二锑、有机磷类阻燃剂等。所述抗氧化剂可提高长玻纤ΡΡ复合材料的使用寿 命,避免其遭受氧化而性能下降,可选用任一种现有技术实现,如抗氧剂168。本发明所提供 的长玻纤ΡΡ复合材料特别在ΡΡ材料中添加导热长玻纤,所获得的产品具有较高的导热系 数,对设备热量散发的阻碍较低,尤其适用于制造工作温度较高的设备,如LED灯外壳、大 功率照明设备壳体、电机外壳、发动机外罩等。
[0009] 进一步的,所述的导热长玻纤PP复合材料的制备方法,其包括如下工序: 按设定重量份将PP、抗氧剂、阻燃剂、马来酸酐接枝聚烯烃弹性体加入高速混合器混合 均匀后经双螺杆挤出机加热至160~199°C获得塑化的PP混合物,然后塑化的PP混合物被 双螺杆挤出机压入浸渍模头中,浸渍分散设定重量份的长玻纤,经牵引、冷却成型、切割处 理制备成长度为l〇_15mm的导热长玻纤增强PP复合材料。
【具体实施方式】
[0010] 为了便于本领域技术人员理解,下面将结合实施例对本发明作进一步详细描述: 实施例1 本实施例提供一种导热长玻纤,其原料按重量计包括: 无碱连续长玻纤73份; 硬脂酸锌 5份 氢氧化钡 0.16份; 氢氧化钠 〇. 4份; 其制备方法为 1)将无碱长玻纤、硬脂酸锌、氢氧化钡和氢氧化钠在去离子水中混合,充分搅拌后得 到混合溶液; 2) 在真空手套箱中,将四氯化钛滴加到步骤1)所述的混合溶液中得到反应溶液; 所述氢氧化钡和四氯化钛的摩尔比为1:2; 3) 将所述配置好的反应溶液加入到聚四氟乙烯内衬中,再将内衬放入到水热反应釜 进行反应; 4) 将所述反应后得到的产物离心清洗、干燥,得到所述导热长玻纤。
[0011] 进一步的,所述水热反应的温度为200°C,所述水热反应的时间为16小时;所述 长玻纤为无碱连续玻纤,所述无碱连续玻纤直径为15μπι。
[0012] 实施例2 本实施例提供一种导热长玻纤,其原料按重量计包括: 无碱连续长玻纤85份; 硬脂酸锌 3份 氢氧化钡 〇.〇2份; 氢氧化钠 〇. 8份; 其制备方法为 1) 将无碱长玻纤、硬脂酸锌、氢氧化钡和氢氧化钠在去离子水中混合,充分搅拌后得 到混合溶液; 2) 在真空手套箱中,将四氯化钛滴加到步骤1)所述的混合溶液中得到反应溶液; 所述氢氧化钡和四氯化钛的摩尔比为1: 2.5; 3) 将所述配置好的反应溶液加入到聚四氟乙烯内衬中,再将内衬放入到水热反应釜 进行反应; 4) 将所述反应后得到的产物离心清洗、干燥,得到所述导热长玻纤。
[0013] 进一步的,所述水热反应的温度为200°C,所述水热反应的时间为20小时;所述 长玻纤为无碱连续玻纤,所述无碱连续玻纤直径为11_20μπι。
[0014] 实施例3 本实施例提供一种导热长玻纤,其原料按重量计包括: 无碱连续长玻纤52份; 硬脂酸锌 7份 氢氧化钡 0.01份; 氢氧化钠 〇. 8份; 其制备方法为 1) 将无碱长玻纤、硬脂酸锌、氢氧化钡和氢氧化钠在去离子水中混合,充分搅拌后得 到混合溶液; 2) 在真空手套箱中,将四氯化钛滴加到步骤1)所述的混合溶液中得到反应溶液; 所述氢氧化钡和四氯化钛的摩尔比为1:2; 3) 将所述配置好的 反应溶液加入到聚四氟乙烯内衬中,再将内衬放入到水热反应釜 进行反应; 4) 将所述反应后得到的产物离心清洗、干燥,得到所述导热长玻纤。
[0015] 进一步的,所述水热反应的温度为220°C,所述水热反应的时间为10小时;所述 长玻纤为无碱连续玻纤,所述无碱连续玻纤直径为11_20μπι。
[0016] 实施例4 本实施例提供一种导热长玻纤,其原料按重量计包括: 无碱连续长玻纤60份; 硬脂酸锌 5份 氢氧化钡 〇. 20份; 氢氧化钠 〇. 6份; 其制备方法为 1) 将无碱长玻纤、硬脂酸锌、氢氧化钡和氢氧化钠在去离子水中混合,充分搅拌后得 到混合溶液; 2) 在真空手套箱中,将四氯化钛滴加到步骤1)所述的混合溶液中得到反应溶液; 所述氢氧化钡和四氯化钛的摩尔比为1:2.1; 3) 将所述配置好的反应溶液加入到聚四氟乙烯内衬中,再将内衬放入到水热反应釜 进行反应; 4) 将所述反应后得到的产物离心清洗、干燥,得到所述导热长玻纤。
[0017] 进一步的,所述水热反应的温度为200°C,所述水热反应的时间为20小时;所述 长玻纤为无碱连续玻纤,所述无碱连续玻纤直径为11_20μπι。
[0018] 实施例5 一种含有如实施例1所述导热长玻纤的导热长玻纤ΡΡ复合材料,其原料按重量计包括: 导热长玻纤 22份; ΡΡ 85 份; 阻燃剂 2份; 抗氧化剂 〇. 8份; 马来酸酐接枝聚烯烃弹性体 2份。
[0019] 上述导热长玻纤ΡΡ复合材料的制备方法,其包括如下工序: 按设定重量份将ΡΡ、抗氧剂、阻燃剂、马来酸酐接枝聚烯烃弹性体加入高速混合器混合 均匀后经双螺杆挤出机加热至190°C获得塑化的ΡΡ混合物,然后塑化的ΡΡ混合物被双螺杆 挤出机压入浸渍模头中,浸渍分散设定重量份的长玻纤,经牵引、冷却成型、切割处理制备 成长度为l〇_15mm的导热长玻纤增强PP复合材料。
[0020] 将本实施例的复合材料采用现有技术的快速成型材料制备成一 lOOOmmX 1000mm X 20mm的板状零件,采用ASTM标准对其进行性能测试,其结果如表1所示。
[0021] 表1.
实施例6 一种含有如实施例2所述导热长玻纤的导热长玻纤PP复合材料,其原料按重量计包括: 导热长玻纤 30份; PP 80 份; 阻燃剂 3份; 抗氧化剂 0.1份; 马来酸酐接枝聚烯烃弹性体5份。
[0022] 将本实施例的复合材料采用现有技术的快速成型材料制备成一 lOOOmmX1000 mmX 20mm的板状零件,采用ASTM标准对其进行性能测试,其结果如表2所示。 Γηηοο? 丰〇
实施例7 一种含有如实施例2所述导热长玻纤的导热长玻纤ΡΡ复合材料,其原料按重量计包括: 导热长玻纤 10份; ΡΡ 90 份; 阻燃剂 1份; 抗氧化剂 1份; 马来酸酐接枝聚烯烃弹性体 1-5份。
[0024] 将本实施例的复合材料采用现有技术的快速成型材料制备成一 lOOOmmX 1000mm X 20mm的板状零件,采用ASTM标准对其进行性能测试,其结果如表3所示。
[0025] 表3.
实施例8 一种含有如实施例2所述导热长玻纤的导热长玻纤PP复合材料,其原料按重量计包括: 导热长玻纤 10份; PP 90 份; 阻燃剂 1份; 抗氧化剂 1份; 马来酸酐接枝聚烯烃弹性体 1份。
[0026] 将本实施例的复合材料采用现有技术的快速成型材料制备成一 lOOOmmX 1000mm X 20mm的板状零件,采用ASTM标准对其进行性能测试,其结果如表4所示。
[0027] 表4.
对比例1 本对比例提供本实施例提供一种导热长玻纤,其原料按重量计包括: 无碱连续长玻纤73份; 硬脂酸锌 5份 氢氧化镁 〇. 2份; 氢氧化钠 〇. 4份; 本对比例将各原料混合制成。
[0028] 对比例2 本对比例提供本实施例提供一种导热长玻纤,其原料按重量计包括: 无碱连续长玻纤73份; 硬脂酸钙 5份 氢氧化钡 〇. 2份; 氢氧化钠 〇. 4份; 本对比例将各原料混合制成。
[0029] 测试上述实施例和对比例的导热系数。 LUUW」 以上为本友明的共中具体买现万式
,共捆还牧为具体和评细,但开个酡凶此而埋 解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离 本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些显而易见的替换形式均属于本发 明的保护范围。
【主权项】
1. 一种导热长玻纤,其原料按重量计包括: 无碱连续长玻纤50-85份; 硬脂酸锌 3-7份 氢氧化钡 0.01-0.25份; 氢氧化钠 0.2-0.9份; 其制备方法为 1) 将无碱长玻纤、硬脂酸锌、氢氧化钡和氢氧化钠在去离子水中混合,充分搅拌后得 到混合溶液; 2) 在真空手套箱中,将四氯化钛滴加到步骤1)所述的混合溶液中得到反应溶液; 所述氢氧化钡和四氯化钛的摩尔比为1:2~2.5; 3) 将所述配置好的反应溶液加入到聚四氟乙烯内衬中,再将内衬放入到水热反应釜 进行反应; 4) 将所述反应后得到的产物离心清洗、干燥,得到所述导热长玻纤。2. 根据权利要求1所述的导热长玻纤,其特征在于:所述水热反应的温度为200~ 220°C,所述水热反应的时间为10~20小时;所述长玻纤为无碱连续玻纤,所述无碱连 续玻纤直径为11_20μπι。3. -种含有如权利要求1或2所述导热长玻纤的导热长玻纤ΡΡ复合材料,其原料按重量 计包括: 导热长玻纤 10-30份; ΡΡ 80-90份; 阻燃剂 1-3份; 抗氧化剂 0.1-1份; 马来酸酐接枝聚烯烃弹性体1-5份。4. 如权利要求3所述的导热长玻纤ΡΡ复合材料的制备方法,其包括如下工序: 按设定重量份将ΡΡ、抗氧剂、阻燃剂、马来酸酐接枝聚烯烃弹性体加入高速混合器混合 均匀后经双螺杆挤出机加热至160~199°C获得塑化的ΡΡ混合物,然后塑化的ΡΡ混合物被 双螺杆挤出机压入浸渍模头中,浸渍分散设定重量份的长玻纤,经牵引、冷却成型、切割处 理制备成长度为l〇_15mm的导热长玻纤增强PP复合材料。
【专利摘要】本发明公开一种导热长玻纤、导热长玻纤PP复合材料及其制备方法,特别向PP材料中加入导热长玻纤,所获得的产品具有较高的导热系数,对设备热量散发的阻碍较低,尤其适用于制造工作温度较高的设备,如LED灯外壳、大功率照明设备壳体、电机外壳、发动机外罩等。
【IPC分类】C08L23/12, C08K5/098, C08K7/14, C08K3/22, C08K13/04, C08L51/06
【公开号】CN105482164
【申请号】CN201511015889
【发明人】杜崇铭, 林湖彬, 刘勋
【申请人】惠州市昌亿科技股份有限公司
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2015年12月31日

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