一种含碳纳米管的复合塑料及其制备方法与流程

文档序号:20496192发布日期:2020-04-21 22:25阅读:603来源:国知局

本发明涉及复合塑料制备技术领域,具体涉及一种含碳纳米管的复合塑料及其制备方法。



背景技术:

碳纳米管,又名巴基管,是一种具有特殊结构(径向尺寸为纳米量级,轴向尺寸为微米量级,管子两端基本上都封口)的一维量子材料。具有许多异常的力学、电学和化学性能,其常用于塑料的改性,如改进塑料的导热、导电以及力学性能。

导热塑料是指利用导热填料对高分子基体材料进行均匀填充,以提高其导热性能的塑料;碳纳米管是常用的导热填料。但现有技术在使用碳纳米管改性塑料性能的过程中,由于缺乏专门的碳纳米管用分散剂,导致碳纳米管不能充分的分散在塑料中,一方面导致导热性能不能大幅提升,另一方面存在碳纳米管用量增加,增加了导热塑料的生产成本。



技术实现要素:

本发明所要解决的技术问题是,提供了一种含碳纳米管的复合塑料;所述的含碳纳米管的复合塑料具有优异的导热性能。

本发明所要解决的上述技术问题,通过以下技术方案予以实现:

一种含碳纳米管的复合塑料,其包含如下重量份的原料组分:

abs树脂80~120份;pc树脂60~80份;碳纳米管5~15份;分散剂2~5份;阻燃剂2~5份;偶联剂1~3份。

优选地,所述的含碳纳米管的复合塑料,其包含如下重量份的原料组分:

abs树脂100~120份;pc树脂70~80份;碳纳米管10~15份;分散剂3~5份;阻燃剂2~3份;偶联剂2~3份。

最优选地,所述的含碳纳米管的复合塑料,其包含如下重量份的原料组分:

abs树脂100份;pc树脂70份;碳纳米管10份;分散剂4份;阻燃剂3份;偶联剂2~3份。

优选地,所述的碳纳米管为多壁碳纳米管。

优选地,所述的阻燃剂选自十溴二苯醚。

优选地,所述的偶联剂选自硅烷偶联剂kh550。

优选地,所述的分散剂为混合型分散剂,其包括分散剂a和分散剂b,所述的分散剂a和分散剂b的重量用量比为1~2:1;

所述的分散剂a通过如下方法制备得到:取松香加热熔融,然后加入山梨醇和催化剂,在250~300℃下反应4~6h得分散剂a;其中,松香、山梨醇和催化剂的用量比为28~35:15~20:1;

所述的分散剂b为山梨醇酐硬脂酸酯。

进一步优选地,所述的分散剂a通过如下方法制备得到:取松香加热熔融,然后加入山梨醇和催化剂,在280℃下反应5h得分散剂a;其中,松香、山梨醇和催化剂的用量比为30:18:1。

最优选地,所述的分散剂a和分散剂b的重量用量比为1.5:1。

本发明还提供一种含碳纳米管的复合塑料的制备方法,其包含如下步骤:

将abs树脂、pc树脂、碳纳米管、分散剂、阻燃剂以及偶联剂混合均匀后,经双螺杆机挤出造粒,得含碳纳米管的复合塑料。

有益效果:本发提供了一种全新的含碳纳米管的复合塑料;所述的含碳纳米管的复合塑料中加入了全新制备的碳纳米管专用分散剂,所述的专用分散剂能够将碳纳米管充分的分散在abs树脂和pc树脂中,大幅提高了复合塑料的导热性能。

具体实施方式

以下结合具体实施例来进一步解释本发明,但本发明所述的保护范围不限于实施例。本发明实施例中未注明生产厂商的试剂和原料,均为可以通过市购获得的常规试剂和原料;未注明具体实验步骤或条件或者测试条件的,按照本领域内的文献所描述的常规实验步骤或条件或测试条件即可进行。

实施例1含碳纳米管的复合塑料

原料重量份配比:abs树脂100份;pc树脂70份;多壁碳纳米管10份;分散剂4份;阻燃剂(十溴二苯醚)3份;偶联剂(硅烷偶联剂kh550)2份;

所述的分散剂由分散剂a和分散剂b按重量比1.5:1组成;所述的分散剂b为山梨醇酐硬脂酸酯;所述的分散剂a通过如下方法制备得到:取松香加热熔融,然后加入山梨醇和催化剂(氧化镁),在280℃下反应5h得分散剂a;其中,松香、山梨醇和催化剂的用量比为30:18:1;

制备方法:将abs树脂、pc树脂、碳纳米管、分散剂、阻燃剂以及偶联剂混合均匀后,经双螺杆机挤出造粒,得含碳纳米管的复合塑料。

将该实施例制备得到的含碳纳米管的复合塑料制成测试样条,测得其导热系数为6.8w/(m·k)。

实施例2含碳纳米管的复合塑料

原料重量份配比:abs树脂80份;pc树脂60份;多壁碳纳米管5份;分散剂2份;阻燃剂(十溴二苯醚)5份;偶联剂(硅烷偶联剂kh550)1份;

所述的分散剂由分散剂a和分散剂b按重量比2:1组成;所述的分散剂b为山梨醇酐硬脂酸酯;所述的分散剂a通过如下方法制备得到:取松香加热熔融,然后加入山梨醇和催化剂(氧化镁),在300℃下反应4h得分散剂a;其中,松香、山梨醇和催化剂的用量比为35:20:1;

制备方法:将abs树脂、pc树脂、碳纳米管、分散剂、阻燃剂以及偶联剂混合均匀后,经双螺杆机挤出造粒,得含碳纳米管的复合塑料。

将该实施例制备得到的含碳纳米管的复合塑料制成测试样条,测得其导热系数为4.8w/(m·k)。

实施例3含碳纳米管的复合塑料

原料重量份配比:abs树脂120份;pc树脂80份;多壁碳纳米管15份;分散剂5份;阻燃剂(十溴二苯醚)5份;偶联剂(硅烷偶联剂kh550)3份;

所述的分散剂由分散剂a和分散剂b按重量比1:1组成;所述的分散剂b为山梨醇酐硬脂酸酯;所述的分散剂a通过如下方法制备得到:取松香加热熔融,然后加入山梨醇和催化剂(氧化镁),在250℃下反应6h得分散剂a;其中,松香、山梨醇和催化剂的用量比为28:15:1;

制备方法:将abs树脂、pc树脂、碳纳米管、分散剂、阻燃剂以及偶联剂混合均匀后,经双螺杆机挤出造粒,得含碳纳米管的复合塑料。

将该实施例制备得到的含碳纳米管的复合塑料制成测试样条,测得其导热系数为5.7w/(m·k)。

对比例1含碳纳米管的复合塑料

原料重量份配比:abs树脂100份;pc树脂70份;多壁碳纳米管10份;分散剂4份;阻燃剂(十溴二苯醚)3份;偶联剂(硅烷偶联剂kh550)2份;

所述的分散剂选自分散剂a;所述的分散剂a通过如下方法制备得到:取松香加热熔融,然后加入山梨醇和催化剂(氧化镁),在280℃下反应5h得分散剂a;其中,松香、山梨醇和催化剂的用量比为30:18:1;

制备方法:将abs树脂、pc树脂、碳纳米管、分散剂、阻燃剂以及偶联剂混合均匀后,经双螺杆机挤出造粒,得含碳纳米管的复合塑料。

将该实施例制备得到的含碳纳米管的复合塑料制成测试样条,测得其导热系数为4.4w/(m·k)。

对比例1与实施例1的区别在于,对比例1的分散剂仅仅为分散剂a;而实施例1的分散剂是由分散剂a和分散剂b组成的混合分散剂。由对比例1的导热系数可知,其远远小于实施例1的导热系数;这说明单独使用分散剂a不能很好提高复合塑料的导热性能;只有使用由分散剂a和分散剂b组成的混合分散剂后才能大幅提高复合塑料的导热性能。

对比例2含碳纳米管的复合塑料

原料重量份配比:abs树脂100份;pc树脂70份;多壁碳纳米管10份;分散剂4份;阻燃剂(十溴二苯醚)3份;偶联剂(硅烷偶联剂kh550)2份;

所述的分散剂选用分散剂b,所述的分散剂b为山梨醇酐硬脂酸酯。

制备方法:将abs树脂、pc树脂、碳纳米管、分散剂、阻燃剂以及偶联剂混合均匀后,经双螺杆机挤出造粒,得含碳纳米管的复合塑料。

将该实施例制备得到的含碳纳米管的复合塑料制成测试样条,测得其导热系数为3.2w/(m·k)。

对比例2与实施例1的区别在于,对比例2的分散剂仅仅为分散剂b;而实施例1的分散剂是由分散剂a和分散剂b组成的混合分散剂。由对比例2的导热系数可知,其远远小于实施例1的导热系数;这说明单独使用分散剂b不能很好提高复合塑料的导热性能;只有使用由分散剂a和分散剂b组成的混合分散剂后才能大幅提高复合塑料的导热性能。

对比例3含碳纳米管的复合塑料

原料重量份配比:abs树脂100份;pc树脂70份;多壁碳纳米管10份;分散剂4份;阻燃剂(十溴二苯醚)3份;偶联剂(硅烷偶联剂kh550)2份;

所述的分散剂由分散剂a和分散剂b按重量比1.5:1组成;所述的分散剂b为山梨醇酐硬脂酸酯;所述的分散剂a通过如下方法制备得到:取松香加热熔融,然后加入月桂醇和催化剂(氧化镁),在280℃下反应5h得分散剂a;其中,松香、月桂醇和催化剂的用量比为30:18:1;

制备方法:将abs树脂、pc树脂、碳纳米管、分散剂、阻燃剂以及偶联剂混合均匀后,经双螺杆机挤出造粒,得含碳纳米管的复合塑料。

将该实施例制备得到的含碳纳米管的复合塑料制成测试样条,测得其导热系数为4.0w/(m·k)。

对比例3与实施例1的区别在于,对比例3中的分散剂a制备方法与实施例1不同;对比例3的分散剂a是由松香和月桂醇制备得到,而实施例1的分散剂a则是由松香和山梨醇制备得到。由对比例3的导热系数可知,其远远小于实施例1的导热系数;这说明必须由松香和山梨醇制备得到的分散剂a与分散剂b组合后才能大幅提高复合塑料的导热性能。

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