一種新型導熱天然橡膠複合材料的製備方法
2023-10-04 23:37:04 5
專利名稱：一種新型導熱天然橡膠複合材料的製備方法
技術領域：
本發明屬於橡膠複合材料技術領域，具體涉及一種新型導熱天然橡膠複合材料的製備方法。
背景技術：
天然橡膠在常溫下具有高的彈性，優良的機械強度和耐屈撓性，電絕緣性能良好，可以應用到許多領域。但是天然橡膠是熱的不良導體，限制了其在某些領域的應用，而提高其導熱性能，可擴大其應用領域，對社會經濟的發展具有重要意義。因此，提高天然橡膠的
導熱性成為一個迫切需要解決的問題。導熱填料主要是一些無機粒子，按照其形狀可以分為粒狀，纖維狀及片狀等。一般說來，在同樣的填充量下，纖維狀和片狀填料相對於粒狀填料能夠賦予複合材料更高的導熱率，且纖維狀填料填充橡膠的導熱及力學性能具有方向性，在其徑向上複合材料的導熱及力學性能都要比其它方向要好。目前應用廣泛的纖維狀填料有納米矽鋁管、碳納米管等，但是在使用時存在以下缺點(I)價格比較昂貴；(2)導熱橡膠複合材料需要填充的纖維狀填料量多，影響橡膠材料的力學性能；(3)影響其工業化的前景。目前，還沒有一種理想的方法可以有效解決纖維狀填料在製備橡膠複合材料時存在的上述缺點。
發明內容
本發明是為了解決現有技術無法通過利用纖維狀導熱填料來製備具有導熱性能和力學性能優良的天然橡膠複合材料的問題而提供了一種新型導熱天然橡膠複合材料的製備方法。本發明是通過以下技術方案實現的
一種新型導熱天然橡膠複合材料的製備方法，包括以下步驟
(1)纖維狀導熱填料的製備
將導熱係數高的粉狀和纖維狀導熱粒子和熱塑性塑料混合後加入到雙螺杆擠出機中造粒，製得母料，其中所述的導熱粒子的質量份數佔母料總質量的20 70%，然後將母料在裝有紡絲機頭的小型雙螺杆擠出機裡紡絲製得纖維狀導熱填料；
(2)導熱天然橡膠複合材料的製備
先將天然橡膠加入密煉機塑煉，然後依次加入硬脂酸、氧化鋅、防老劑、炭黑、纖維狀導熱填料，混煉均勻後取出，在開放式煉膠機上加入促進劑、硫化劑，其中天然橡膠、炭黑、纖維狀導熱填料的質量比為100 20 80 10 40，然後進行混煉，混煉均勻後下片，得到混煉膠，將混煉膠在室溫下放置24小時，然後硫化成型，即得成品。進一步地，所述的導熱粒子為C、SiC, BN、AIN、MgO, ZnO, Al2O30所述的SiC為綠色SiC。
所述的Al2O3的粒度為O. 5 μ m。所述的熱塑性塑料為PE、PP、PVC、PC。所述的天然橡膠為煙片膠。所述的炭黑為牌號為N330的中超耐磨炭黑。將依據本發明方法製得的導熱天然橡膠複合材料進行性能測試拉伸性能按照GB/T 528-92測定；導熱係數按照穩態平板法測定，實驗設備包括SEI-3型準穩態法熱物性測定儀、計算機和實驗控制軟體。本發明利用纖維狀導熱填料可以在橡膠基體中形成較好的導熱網鏈來提高橡膠複合材料的導熱性能，同時該纖維狀導熱填料與橡膠基體具有較好的相容性來提高天然橡膠複合材料的力學性能。因此，本發明的橡膠複合材料具有導熱性能和綜合力學性能優異 的特點。此外製備纖維狀導熱填料的原料價格都比較低廉，因此，本發明的導熱橡膠複合材料價格便宜，成型加工性能好。因此，本發明的導熱橡膠複合材料可望在散熱元件(如散熱翅片之間的散熱部件)和動態生熱較大的元器件(如經常在動態情況下使用的負重輪，減震器等)中獲得廣泛應用。
具體實施例方式實施例I
ー種新型導熱天然橡膠複合材料的製備方法，包括以下步驟
(1)PVC/ Al2O3導熱纖維的製備
稱取100克粒度為O. 5 μ m的Al2O3和100克PVC高速混合後，加入到雙螺杆擠出機中，設定好各區的溫度，造粒，得到Al2O3含量為50%的母料，然後將母料加入到小型的雙螺杆擠出機中，設定好各區的溫度，紡絲製得導熱填料；
各區溫度設定如表I所示，
表I
權利要求
1.ー種新型導熱天然橡膠複合材料的製備方法，其特徵是包括以下步驟 (1)纖維狀導熱填料的製備 將導熱係數高的粉狀和纖維狀導熱粒子和熱塑性塑料混合後加入到雙螺杆擠出機中造粒，製得母料，其中所述的導熱粒子的質量份數佔母料總質量的20 70%，然後將母料在裝有紡絲機頭的小型雙螺杆擠出機裡紡絲製得纖維狀導熱填料； (2)導熱天然橡膠複合材料的製備 先將天然橡膠加入密煉機塑煉，然後依次加入硬脂酸、氧化鋅、防老劑、炭黑、纖維狀導熱填料，混煉均勻後取出，在開放式煉膠機上加入促進劑、硫化劑，其中天然橡膠、炭黑、纖維狀導熱填料的質量比為100 20 80 10 40，然後進行混煉，混煉均勻後下片，得到混煉膠，將混煉膠在室溫下放置24小時，然後硫化成型，即得成品。
2.根據權利要求I所述的ー種新型導熱天然橡膠複合材料的製備方法，其特徵是，所述的導熱粒子為 C、SiC, BN、AIN、MgO, ZnO, Al2O30
3.根據權利要求2所述的ー種新型導熱天然橡膠複合材料的製備方法，其特徵所述的SiC為綠色SiC。
4.根據權利要求2所述的ー種新型導熱天然橡膠複合材料的製備方法，其特徵是所述的Al2O3的粒度為O. 5 μ m。
5.根據權利要求I或2所述的ー種新型導熱天然橡膠複合材料的製備方法，其特徵所述的熱塑性塑料為PE、PP、PVC、PC。
6.根據權利要求I或2所述的ー種新型導熱天然橡膠複合材料的製備方法，其特徵是所述的天然橡膠為煙片膠。
7.根據權利要求I或2所述的ー種新型導熱天然橡膠複合材料的製備方法，其特徵是所述的炭黑為牌號為N330的中超耐磨炭黒。
全文摘要
本發明公開了一種新型導熱天然橡膠複合材料的製備方法，屬於橡膠複合材料技術領域，解決現有技術無法通過利用纖維狀導熱填料來製備具有導熱性能和力學性能優良的天然橡膠複合材料的問題。包括以下步驟將導熱係數高的粉狀和纖維狀導熱粒子和熱塑性塑料混合後加入到雙螺杆擠出機中造粒，製得母料，其中所述的導熱粒子的質量份數佔母料總質量的20～70%，然後將母料在裝有紡絲機頭的小型雙螺杆擠出機裡紡絲製得纖維狀導熱填料，利用纖維狀導熱填料按照常規方法製備導熱天然橡膠複合材料。本發明產品具有優異的導熱性能和綜合力學性能，原料價格低廉，在散熱元件和動態生熱較大的元器件中應用廣泛。
文檔編號C08K7/10GK102660056SQ20121015550
公開日2012年9月12日 申請日期2012年5月18日 優先權日2012年5月18日
發明者劉亞青, 張志毅, 李明琴, 趙貴哲 申請人:中北大學