一种塑料制品及其制备方法和可散热的壳体与流程

文档序号:11831459阅读:439来源:国知局

本发明涉及散热技术领域,尤其涉及一种塑料制品及其制备方法和可散热的壳体。



背景技术:

随着科学技术的迅猛发展,集成电路的密集化及微型化程度越来越高,电子元件变得更小且以更高的速度运行,使其对散热的要求越来越高。为了将热量从热源尽快散发出去,目前电子元件均采用导热系数较高的材料制成,以提高散热效率,例如金属铝,然而,由于金属铝重量较大、设计自由度较低,生产效率低,加工成本高,而塑料制品具有设计自由度高、易成型加工、质量轻、成本低而导热性能差的特点,因此,提高塑料制品的导热性能并将塑料制品应用于电子元件成为人们研究的热点。

在现有技术中,一般通过两种方法来提高所述塑料制品的导热性能,一种为:开发或合成本身具有较高传热/导热性能的树脂基体,例如聚乙炔、聚苯胺、聚吡咯等,但这些材料仅价格昂贵而且性能不稳定,不适合产业化应用;另一种为:在树脂基体中直接引入具有传热或导热性能的填料粉,例如,氧化铝、氧化铋、氧化铍、铝粉、金粉、碳化硅、玻璃微珠、炭纤和陶瓷等,这些材料虽然能够提高塑料制品的导热性能,但是热量聚集并不容易散出,散热性能仍不理想,限制了塑料制品的应用。



技术实现要素:

本发明实施例提供了一种塑料制品及其制备方法和可散热的壳体,能够提高塑料制品的散热性能和机械性能。

第一方面,本发明实施例提供了一种塑料制品,所述塑料制品包括塑料原料和散热组分,所述散热组分包括:纳米碳化硅和纳米氮化钛,其中,所述纳米碳化硅和纳米氮化钛的粒径在10nm-900nm之间。

优选的,所述纳米碳化硅和纳米氮化钛的粒径在10nm-600nm之间。

可选的,所述纳米氮化钛在所述散热组分中的质量分数为15-40%。

优选的,所述塑料原料为100-300份,所述散热组分为10-30份。

可选的,所述散热组分均匀填充于所述塑料原料中,并被所述塑料原料包裹固定。

优选的,所述塑料制品还包括添加剂,所述添加剂选自无卤阻燃剂、分散剂、润滑剂和抗氧化剂中的一种或几种。

进一步地,所述添加剂包括10-15份的无卤阻燃剂、2-4份的分散剂、2-3份的润滑剂和1-2份的抗氧化剂。

第二方面,本发明实施例提供了一种如上所述的塑料制品的制备方法,包括:

步骤1)将散热组分和塑料原料在熔融状态下混合,并搅拌均匀获得混合物;所述散热组分包括:纳米碳化硅和纳米氮化钛,其中,所述纳米碳化硅和纳米氮化钛的粒径在10nm-900nm之间;

步骤2)将所述混合物加工成型获得塑料制品。

优选的,所述步骤1)之前还包括:对所述散热组分进行预处理;

具体为,将散热组分均匀分散在有机溶剂中,挥发除去有机溶剂,获得预处理后的散热组分。

可选的,所述将散热组分均匀分散在有机溶剂中之前还包括:将偶联剂溶解于所述有机溶剂中。

优选的,所述步骤1)之前还包括:将所述塑料原料在105-120℃烘烤100-120min,除去水分。

可选的,所述将散热组分和塑料原料在熔融状态下混合之后还包括:向混合体系中添加添加剂,所述添加剂选自无卤阻燃剂、分散剂、润滑剂和抗氧化剂中的一种或几种。

第三方面,本发明实施例提供了一种可散热的壳体,由如上所述的塑料制品制成。

本发明实施例提供了一种塑料制品及其制备方法和可散热的壳体,该塑料制品中含有散热组分,所述散热组分包括纳米碳化硅和纳米氮化钛,碳化硅具有导热系数高、绝缘性强、机械强度高、不易老化、能产生较高的远红外光谱的特点,氮化钛具有高熔点、高硬度、高温化学稳定性及优良的导热、导电性能,所述碳化硅和所述氮化钛在低温下能够将热量转化为8-15微米的红外线辐射出去,从而能够提高散热效果,将所述散热组分添加入所述塑料原料中,使得所获得的塑料制品表面的法向发射率能够达到0.9以上,法向发射率越高,其单位面积上辐射的热量就越多,散热效果越好。克服了现有技术中虽然导热效率较高,但是散热效果依然较低的缺陷。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种塑料制品的制备方法的流程示意图。

具体实施方式

现将详细地提供本发明实施方式的参考,其一个或多个实例描述于下文。提供每一实例作为解释而非限制本发明。实际上,对本领域技术人员而言,显而易见的是,可以对本发明进行多种修改和变化而不背离本发明的范围或精神。例如,作为一个实施方式的部分而说明或描述的特征可以用于另一实施方式中,来产生更进一步的实施方式。因此,基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

本发明实施例所涉及的材料均可以通过商业途径或通过申请人获取。

第一方面,本发明实施例提供了一种塑料制品,所述塑料制品包括塑料原料和散热组分,所述散热组分包括:纳米碳化硅和纳米氮化钛,其中,所述纳米碳化硅和纳米氮化钛的粒径在10nm-900nm之间。

需要说明的是,对于规则的球形纳米碳化硅和纳米氮化钛颗粒,其粒径即指其直径;对于不规则的颗粒,粒径的可以参考现有技术中关于粒径的定义,示例的其定义方法可以有以下三种:投影径、几何当量径或者物理当量径。其中,投影径:指颗粒在显微镜下所观察到的粒径;几何当量径:取与颗粒的某一几何量相等时的球形颗粒的直径;物理当量径:取与颗粒的某一物理量相等时的球形颗粒的直径。本发明实施例不对粒径的定义进行限定,其可以是直径,也可以是投影径、几何当量径或者物理当量径中的任意一种。

本发明实施例提供了一种塑料制品,该所述塑料制品中含有散热组分,所述散热组分包括纳米碳化硅和纳米氮化钛,碳化硅具有导热系数高、绝缘性强、机械强度高、不易老化、能产生较高的远红外光谱的特点,氮化钛具有高熔点、高硬度、高温化学稳定性及优良的导热、导电性能,所述碳化硅和所述氮化钛在低温下能够将热量转化为8-15微米的红外线辐射出去,从而能够提高散热效果,将所述散热组分添加入所述塑料原料中,使得所获得的塑料制品表面的法向发射率能够达到0.9以上,法向发射率越高,其单位面积上辐射的热量就越多,散热效果越好。克服了现有技术中虽然导热效率较高,但是散热效果依然较低的缺陷。

进一步地,本发明实施例提供的散热组分均为纳米级,比表面积较大,因此,填充有该散热组分的塑料制品可以吸收空气中的少量水分,在表面可形成数量极大的纳米级“水分蒸发器”,通过水分的蒸发散去一部分热量,从而进一步增强塑料制品的散热效果。

本发明的一实施例中,所述塑料原料为100-300份,所述散热组分为1-30份。其中,份表示一个单位,1份可以为1kg,也可以为1g,在这里仅表示两种物质之间的比例关系,在本发明实施例中,所述塑料原料与所述散热组分以此份数进行混合所获得的所述塑料制品的散热性能和机械性能最佳,所述散热组分过多对散热性能和机械性能的提高贡献不大。

其中,对所述纳米碳化硅和纳米氮化钛的质量比不做限定。

本发明的一实施例中,所述纳米氮化钛在所述散热组分中的质量分数为15-40%。这样,散热组分的散热性能最佳,所述纳米氮化钛的质量分数过小或者过大,都会对组合物的散热产生影响。

优选的,纳米碳化硅和纳米氮化钛的粒径在10nm-600nm之间。

在该粒径范围内,能够增大比表面积,提高所述法向发射率,从而提高散热效果,粒径过小会提高加工难度。

进一步优选的,纳米碳化硅和纳米氮化钛的粒径在50nm-200nm之间。

一般来说,纳米碳化硅和纳米氮化钛的粒径越小,比表面积越大,其散热性能越好,将二者添加到其他材料中时,形成的复合材料的机械性能也会更加优异。但是,粒径越小,对制备条件的要求越苛刻,并且,当粒径小到一定范围时,粒径的大小对性能的影响不再明显,例如,对于粒径为10nm的碳化硅和氮化钛组成的散热组分与粒径为50nm的碳化硅和氮化钛组成的散热组分来说,二者的性能相差不大。因此,本发明实施例在综合考虑制备条件和性能的情况下,认为纳米碳化硅和纳米氮化钛的粒径在50nm-200nm之间时,比表面积较大,散热效果能够达到最佳。

在上述提供的散热组分中还可添加纳米二氧化钛,即优选的,上述散热组分还包括纳米二氧化钛,纳米二氧化钛的粒径在10nm-800nm之间。

将纳米二氧化钛加入散热组分中,会大大增强散热组分的性能。这是因为纳米碳化硅和纳米氮化钛在将热量以红外线的形式辐射到周围环境中的过程中,也会吸收周围环境辐射到其表面的红外线,由于加入了纳米二氧化钛,其特殊形貌可以反射一部分发射到其表面的红外线;同时,纳米二氧化钛还可以反射一部分环境中的紫外线,从而减少外界辐射到其表面的电磁波,使得在相同的散热面积上,所需散发的热量减少,散热效果大大增强。因此,将包括二氧化钛的散热组分作为无机填料填充于塑料原料中,可以使聚合物具有更加优异的散热性能,而且,由于其表面接收的紫外线减少,会使其抗老化性能增强,延长使用寿命。

其中,本发明实施例优选锐态矿晶型的纳米二氧化钛。采用该晶型结构的纳米二氧化钛,具有优异的反射外界辐射的作用,能够将外界传导的热量发射出去,进一步提高散热效果。

需要说明的是,在上述散热组分中添加的纳米二氧化钛的量不做限定。优选的,上述散热组分中纳米二氧化钛的质量分数为5%-25%。在这一质量分数范围内,该散热组分的性能会更加优异,超过25%以后发射效果提高不明显。

其中,对所述塑料原料不做限定。

本发明的一实施例中,所述塑料原料为热塑性树脂。所述热塑性树脂具有受热软化、冷却硬化的性能,而且不起化学反应,无论加热和冷却重复进行多少次,均能保持这种性能。所述热塑性树脂加工成型方便,具有较高的机械性能。

本发明的又一实施例中,所述热塑性树脂选自聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚酰胺、聚甲醛、聚碳酸酯、聚苯醚、聚砜、聚氨酯纤维、橡胶中的一种或者几种。

优选的,所述热塑性树脂为聚酰胺。聚酰胺俗称尼龙,其机械强度高、韧性好,具有良好的力学性能。将其作为塑料制品用于可散热的壳体时,不易发生折损,使用寿命较长。

进一步优选的,所述聚酰胺可以为聚己二酰己二胺、聚酰胺-6或者聚癸二酰己二胺。这几种为最为常见的几种聚酰胺材料,成本较低。

其中,对所述散热组分与所述塑料原料的结合方式不做限定,所述散热组分可以分散在所述塑料原料的表面,也可以填充于所述塑料原料中。

本发明的一实施例中,所述散热组分均匀填充于所述塑料原料中,并被所述塑料原料包裹固定。

在本发明实施例中,所述散热组分均匀分散于所述塑料原料中,由于该散热组分均是无机刚性纳米粒子,其粒子尺寸小、模量高,与塑料原料的界面结合力较强,从而能够改善塑料制品的机械性能。

本发明的一实施例中,所述塑料制品还包括偶联剂。偶联剂是一类具有两不同性质官能团的物质,其分子结构的最大特点是分子中含有化学性质不同的两个基团,一个是亲无机物的基团,易与无机物表面起化学反应;另一个是亲有机物的基团,能与塑料原料中的合成树脂或其它聚合物发生化学反应或生成氢键溶于其中。因此偶联剂被称作“分子桥”,用以改善无机物与有机物之间的界面作用,从而大大提高复合材料的性能,如物理性能(机械性能)、电性能、热性能、光性能等。

若塑料制品中含有偶联剂,所述偶联剂能够将散热组分与所述塑料原料通过氢键或者化学键的形式连接起来,从而能够进一步提高所述散热组分与所述塑料原料的界面结合力,提高所述塑料制品的机械性能。所述偶联剂可以加在所述散热组分中,或加在塑料原料中,或两者结合。

本发明的一实施例中,所述偶联剂为0.5-5份。

本发明的又一实施例中,所述偶联剂选自硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂和铝酸酯偶联剂中的任一种或者几种混合。

其中,硅烷偶联剂可以是氨丙基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷,γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷,N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷中的任一种或多种混合。其中,氨丙基三乙氧基硅烷能大幅度提高增强塑料的干湿态抗弯强度、抗压强度、剪切强度等物理力学性能和湿态电气性能,并改善填料在聚合物中的润湿性和分散性。γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷用于无机物填充的热塑料性树脂,改善用玻璃纤维粗纱增强的硬复合材料的强度性能。γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷用于改善有机材料和无机材料的粘接性能,N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷用来偶联有机高聚物和无机物,使二者化学键合成为整体,以改善聚合体的各种物理机械性能、电气性能、耐水性、耐老化性等。

钛酸酯偶联剂可以是异丙基三油酸酰氧基钛酸酯、异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯、双(二辛氧基焦磷酸酯基)乙撑钛酸酯、双(二辛氧基焦磷酸酯基)乙撑钛酸酯和三乙醇胺的螯合物中的任一种或者几种混合。这些钛酸酯偶联剂可以增加加工的流变量,提高机械性能。

铝酸酯偶联剂可以是二硬脂酰氧异丙氧基铝酸酯。所述二硬脂酰氧异丙氧基铝酸酯质量稳定,具有色浅、无毒、味小及对聚氨酯的协同热稳定性和润滑性,适用范围广,无须稀释剂,使用方便,价格低廉。

本发明的又一实施例中,所述塑料制品还包括添加剂,所述添加剂选自无卤阻燃剂、分散剂、润滑剂和抗氧化剂中的一种或几种。在本发明实施例中,通过添加添加剂,能够增强塑料制品在制备过程中的性能和成品的性能,例如:当所述塑料制品还包括无卤阻燃剂和分散剂时,能够增强所述塑料制品的防火性能,并且能够提高所述塑料制品中各个组分在制备过程中的分散效果,使得塑料制品组分分布更加均匀;再例如,当所述塑料制品还包括抗氧化剂时,能够提高所述塑料制品的抗氧化性能。

本发明的又一实施例中,所述添加剂包括10-15份的无卤阻燃剂、2-4份的分散剂、2-3份的润滑剂和1-2份的抗氧化剂。

其中对所述无卤阻燃剂、分散剂、润滑剂和抗氧化剂均不做限定。可以根据所述塑料原料在加工过程中的性质进行确定。

优选的,无卤阻燃剂可以为无卤聚磷氮化合物,所述分散剂可以为硅油,所述润滑剂可以为硅酮粉,所述抗氧化剂可以选自N,N-1,6-亚已基-双[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)]丙酰胺和亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯)酯中的一种或两种。其中,无卤聚磷氮化合物具有环保、高效和成本低的特点;所述硅油作为分散剂具有温粘系数小、耐高低温、抗氧化、闪点高、挥发性小、绝缘性好、表面张力小、无毒;硅酮粉具有高效润滑作用,弥补了硅油作为润滑剂容易析出的缺陷;N,N-1,6-亚已基-双[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)]丙酰胺和亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯)酯均具有防止塑料老化,提高塑料的柔韧性、机械性能的作用。

进一步优选的,所述抗氧化剂包括0.5-1份的N,N-1,6-亚已基-双[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰胺和0.5-1份的亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯)酯。

第二方面,本发明实施例提供了一种如上所述的塑料制品的制备方法,包括:

步骤1)将散热组分和塑料原料在熔融状态下混合,并搅拌均匀获得混合物;所述散热组分包括:纳米碳化硅和纳米氮化钛,其中,所述纳米碳化硅和纳米氮化钛的粒径在10nm-900nm之间;

步骤2)将所述混合物加工成型获得塑料制品。

本发明实施例提供了一种塑料制品的制备方法,通过将散热组分与塑料原料在熔融状态下混合,并搅拌均匀,能够将所述散热组分分散在所述塑料原料中,通过加工成型,能够获得含有该散热组分的塑料制品,所述散热组分包括纳米碳化硅和纳米氮化钛,碳化硅具有导热系数高、绝缘性强、机械强度高、不易老化、能产生较高的远红外光谱的特点,氮化钛具有高熔点、高硬度、高温化学稳定性及优良的导热、导电性能,所述碳化硅和所述氮化钛能够将热量转化为8-15微米波长的红外线辐射出去,从而能够提高散热效果,将所述散热组分添加入所述塑料制品中,使得所述塑料制品表面的法向发射率能够达到0.9以上,法向发射率越高,其单位面积上辐射的热量就越多,散热效果越好。克服了现有技术中虽然导热效率较高,但是散热效果依然较低的缺陷。

本发明的一实施例中,所述步骤1)之前还包括:对所述散热组分进行预处理;

具体为,将散热组分均匀分散在有机溶剂中,挥发除去有机溶剂,获得预处理后的散热组分。

通过对所述散热组分进行预处理,能够提高所述散热组分的分散度,在将所述散热组分与所述塑料原料混合时,能够提高所述散热组分在所述塑料原料中的分散效果。

其中,所述散热组分均匀分散所采用的手段不做限定,可以在搅拌下将其均匀分散于有机溶剂中,也可以通过超声波震荡的方式将其均匀分散于有机溶剂中。

需要说明的是,由于偶联剂是一类具有两不同性质官能团的物质,其分子结构的最大特点是分子中含有化学性质不同的两个基团,一个是亲无机物的基团,易与无机物表面起化学反应;另一个是亲有机物的基团,能与合成树脂或其它聚合物发生化学反应或生成氢键溶于其中。因此偶联剂被称作“分子桥”,用以改善无机物与有机物之间的界面作用,从而大大提高复合材料的性能,如物理性能(机械性能)、电性能、热性能、光性能等。因此,在制备所述塑料制品时,将所述偶联剂加入混合体系中,所述偶联剂能够将散热组分与所述塑料原料通过氢键或者化学键的形式结合起来,从而能够进一步提高所述散热组分与所述塑料原料的界面结合力,提高所述塑料制品的机械性能。所述偶联剂可以加在所述散热组分中,或加在塑料原料中,或两者结合。

其中,对所述有机溶剂的种类不做限定。

本发明的一实施例中,所述有机溶剂选自甲苯、二甲苯、乙苯、乙酸乙酯或者乙酸丁酯、丙二醇甲醚乙酸酯中的一种或几种。所述散热组分在所述有机溶剂中具有非常好的分散效果。

本发明的一实施例中,所述将散热组分分散在有机溶剂中之前还包括:将偶联剂溶解于所述有机溶剂中。

在本发明实施例中,通过将偶联剂加入所述有机溶剂中,偶联剂中亲无机物的基团能够与散热组分中的无机纳米粒子作用,使得所述偶联剂附着在所述散热组分上,改性后的散热组分,所述改性后的散热组分在与所述塑料原料混合时,所述偶联剂中的亲有机物的基团能够与塑料原料发生化学反应或生成氢键,从而能够提高所述散热组分在所述塑料原料中的分散效果,提高所述散热组分与所述塑料原料之间的界面应力,提高所述塑料制品的机械性能。

本发明的又一实施例中,所述步骤1)之前还包括:将所述塑料原料在105-120℃烘烤100-120min,除去水分。

通过对所述塑料原料进行烘烤,能够在将所述散热组分分散于所述塑料原料中时,减少水分干扰,提高界面结合力。

本发明的一实施例中,所述将散热组分和塑料原料在熔融状态下混合之后还包括:向混合体系中添加添加剂,所述添加剂选自无卤阻燃剂、分散剂、润滑剂和抗氧化剂中的一种或几种。

在本发明实施例中,添加添加剂后,通过搅拌,能够将所述添加剂均匀分散在所述混合体系中,能够增强塑料制品在加工过程中的性能和成品的性能,例如:当所述塑料制品还包括无卤阻燃剂和分散剂时,能够增强所述塑料制品的防火性能,并且能够提高所述塑料制品中各个组分在加工过程中的分散效果,使得塑料制品组分分布更加均匀;再例如,当所述塑料制品还包括抗氧化剂时,能够提高所述塑料制品的抗氧化性能。

其中,对所述步骤2)中加工成型的工艺不做限定。加工方法可以包括压塑(模压成型)、挤塑(挤出成型)、注塑(注射成型)、吹塑(中空成型)或者压延等。

第三方面,本发明实施例提供了一种可散热的壳体,由如上所述的塑料制品制成。

本发明实施例提供了一种可散热的壳体,该壳体由上述所述的塑料制品制成,该塑料制品中含有散热组分,所述散热组分包括纳米碳化硅和纳米氮化钛,碳化硅具有导热系数高、绝缘性强、机械强度高、不易老化、能产生较高的远红外光谱的特点,氮化钛具有高熔点、高硬度、高温化学稳定性及优良的导热、导电性能,所述碳化硅和所述氮化钛能够将热量转化为8-15微米波长的红外线辐射出去,从而能够提高散热效果,将所述散热组分添加入所述塑料制品中,使得所述塑料制品表面的法向发射率能够达到0.9以上,该壳体的法向发射率较高,散热效果大大提高。克服了现有技术中虽然导热效率较高,但是散热效果依然较低的缺陷。

其中,所述可散热的壳体可以为手机外壳、电脑外壳或其他需要散热的电子元器件的外壳,尤其是激光投影设备的外壳,设备工作过程中产生热量大,对散热要求高,可以实现良好的散热效果,有利于保护电子元器件,延长使用寿命。

以下,本发明实施例将通过实施例和对比例对本发明进行说明。这些实施例仅是为了具体说明本发明而提出的示例,本领域技术人员可以知道的是本发明的范围不受这些实施例的限制。

比较例1

比较例1采用现有的塑料制品,所述塑料制品可以通过商业手段获取。其中,所述塑料制品中的塑料原料为尼龙66。

实施例1

(1)将3g直径为10nm的碳化硅,2g直径为900nm的氮化钛分散在95.5g乙酸乙酯中,搅拌分散均匀后,制备得到无机纳米散热组分的分散液,将所述分散液加热到80℃蒸发干燥,挥发掉所述乙酸乙酯溶剂后得到无机纳米散热组分;

(2)将尼龙66在120℃烘烤120min备用;

(3)设定双螺杆挤出设备的温度为230℃,将上述处理后的无机纳米散热组分与(2)中所获得的500g尼龙66置于所述双螺杆技术设备中,呈熔融状态后,加入硅油10g,无卤聚磷氮化合物50g,抗氧剂10982.5g,抗氧剂1682.5g,混匀,然后将混合物经过抽粒机,冷却,得到成品。

实施例2

(1)将2g钛酸酯偶联剂分散在1kg甲苯溶剂中形成偶联剂溶液;然后分别将72g直径为900nm的碳化硅,18g直径为50nm的氮化钛、30g直径为10nm的锐钛矿型纳米二氧化钛分散在所述偶联剂溶液中,搅拌分散均匀后,制备得到偶联剂改性的无机纳米散热组分分散液,将所述分散液加热到80℃蒸发干燥,挥发掉所述有机溶剂后得到偶联剂改性的粉末状的无机纳米散热组分;

(2)将尼龙66在105℃烘烤100min,备用;

(3)设定双螺杆挤出设备的温度为230℃,将上述处理后的无机纳米散热组合物与(2)中所获得的1.2kg的尼龙66置于所述双螺杆技术设备中,呈熔融状态后,加入硅油16g,无卤聚磷氮化合物60g,硅酮粉8g,抗氧剂10984g,抗氧剂1684g,混匀,然后将混合物经过抽粒机,冷却,得到成品。

实施例3

(1)将5g硅烷偶联剂分散在有机溶剂中,形成偶联剂溶液,所述有机溶剂由30g二甲苯、40g乙酸乙酯,29g乙苯组成;然后分别将10g直径为200nm的碳化硅,6g直径为10nm的氮化钛、4g直径为800nm的锐钛矿型纳米二氧化钛分散在所述偶联剂溶液中,搅拌分散均匀后,制备得到偶联剂改性的无机纳米散热组合物分散液,将所述分散液加热到100℃蒸发干燥,挥发掉所述有机溶剂后得到偶联剂改性的粉末状的无机纳米散热组分;

(2)将尼龙66在110℃烘烤110min,备用;

(3)设定双螺杆挤出设备的温度为230℃,将上述处理后的无机纳米散热组合物与(2)中所获得的200g尼龙66置于所述双螺杆技术设备中,呈熔融状态后,加入无卤聚磷氮化合物12g,硅酮粉3g,抗氧剂10980.8g,抗氧剂1680.8g,混匀,然后将混合物经过抽粒机,冷却,得到成品。

实施例4

(1)将8g直径为200nm的碳化硅,2g直径为50nm的氮化钛分散在所述有机溶剂(100g乙酸丁酯)中,搅拌分散均匀后,制备得到无机纳米散热组分分散液,将所述分散液加热到100℃蒸发干燥,挥发掉所述乙酸丁酯溶剂后得到粉末状的无机纳米散热组分;

(2)将尼龙66在120℃烘烤120min,备用;

(3)设定双螺杆挤出设备的温度为230℃,将上述处理后的无机纳米散热组分、3g硅烷偶联剂与(2)中处理后得到的200g尼龙66置于所述双螺杆技术设备中,呈熔融状态后,加入硅油3g,硅酮粉2.5g,无卤聚磷氮化合物15g,抗氧剂10980.5g,抗氧剂1680.5g,混匀,然后将混合物经过抽粒机,冷却,得到成品。

对比例2

所述对比例2与所述对比例1基本相同,唯一不同的是,对比例2中采用的塑料原料为聚碳酸酯。

实施例5

所述实施例5与所述实施例1基本相同,唯一不同的是,实施例5中采用的塑料原料为聚碳酸酯。

实施例6

所述实施例6与所述实施例2基本相同,唯一不同的是,实施例6中采用的塑料原料为聚碳酸酯。

实施例7

所述实施例7与所述实施例3基本相同,唯一不同的是,实施例7中采用的塑料原料为聚碳酸酯。

实施例8

所述实施例8与所述实施例4基本相同,唯一不同的是,实施例8中采用的塑料原料为聚碳酸酯。

实验例

测试对比例1-2和实施例1-8所得到的散热塑料制品的拉伸强度、弯曲强度、缺口冲击强度,水平和垂直方向传热系数,具体测试结果见下表1。

其中,在拉伸试验中,拉伸强度是指试样直至断裂为止所受的最大拉伸应力即为拉伸强度。

散热塑料制品的弯曲强度是指材料在弯曲负荷作用下破裂或达到规定挠度时能承受的最大应力。

散热塑料制品的缺口冲击强度是指受到摆锤的冲击时,材料所产生的抵抗力。它是一种性能指标,可用于生产过程的质量控制中,也可用于比较不同材料的韧性。具体做法为:将试样水平放置,两端不固定。释放摆锤,使其冲击试样。若试样未被破坏,则换一个更重的摆锤并重复以上步骤,直到试样破坏。

导热系数是指在稳定传热条件下,1m厚的材料,两侧表面的温差为1度(K,℃),在1秒钟内(1s),通过1平方米面积传递的热量,单位为瓦/米·度(W/(m·K),此处为K可用℃代替)。

表1

由上表1可知:通过本发明实施例提供的方法所获得的散热塑料制品与现有技术中的塑料制品相比具有优良的机械强度和柔韧性,具有良好的传热性能以及优异的表面法向发射率,并且,从表1中还可以看出,将偶联剂加入所述散热组分中对散热组分进行改性,再与塑料原料进行共混所获得的散热塑料制品的机械性能和柔韧性更优,这是由于改性后的散热组分能够更加增强散热组分与塑料原料之间的结合力,使得散热组分的分散性更加稳定,进而使得所述散热塑料制品的传热性能更优。

综上所述,通过将散热组分与塑料原料在熔融状态下混合,并搅拌均匀,能够将所述散热组分分散在所述塑料原料中,通过加工成型,能够获得含有该散热组分的塑料制品,所述散热组分包括纳米碳化硅和纳米氮化钛,碳化硅具有导热系数高、绝缘性强、机械强度高、不易老化、能产生较高的远红外光谱的特点,氮化钛具有高熔点、高硬度、高温化学稳定性及优良的导热、导电性能,所述碳化硅和所述氮化钛能够将热量转化为8-15微米波长的红外线辐射出去,从而能够提高散热效果,将所述散热组分添加入所述塑料制品中,使得所述塑料制品表面的法向发射率能够达到0.9以上,法向发射率越高,其单位面积上辐射的热量就越多,散热效果越好。克服了现有技术中虽然导热效率较高,但是散热效果依然较低的缺陷。

以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

当前第1页1 2 3 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1