本發(fā)明屬于復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種具有優(yōu)良導(dǎo)熱、阻燃性能的中間相瀝青基石墨纖維/聚丙烯復(fù)合材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
隨著電子產(chǎn)品微型化，小型化及多功能化的發(fā)展，電子元器件的集成化程度越來(lái)越高，對(duì)其材質(zhì)散熱性能的要求也越來(lái)越高。但是電子元器件常用的高分子材料導(dǎo)熱性差，已不能滿足電子產(chǎn)品進(jìn)一步發(fā)展的需要。
導(dǎo)熱高分子復(fù)合材料具有通用高分子材料無(wú)可比擬的導(dǎo)熱性能，且與金屬及陶瓷等傳統(tǒng)無(wú)機(jī)導(dǎo)熱材料相比，具有成型加工性能優(yōu)良、加工效率高、比強(qiáng)度高、電絕緣性優(yōu)良、耐腐蝕性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)已成為導(dǎo)熱高分子材料研發(fā)的熱點(diǎn)。目前，制備導(dǎo)熱高分子復(fù)合材料主要有兩種方法：一是通過(guò)分子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及聚合反應(yīng)制備自身具有良好導(dǎo)熱性的結(jié)構(gòu)型導(dǎo)熱高分子材料，如具有共軛結(jié)構(gòu)的聚乙炔、聚苯胺等材料；二是通過(guò)向高分子基體中添加具有高導(dǎo)熱性改性劑的方法制備填充型高分子復(fù)合材料。與結(jié)構(gòu)型導(dǎo)熱高分子材料相比，填充型高分子復(fù)合材料制備成本低，流程簡(jiǎn)單，加工更易控制和實(shí)現(xiàn)，更易產(chǎn)業(yè)化。其常用的填充改性劑包括高導(dǎo)熱金屬、金屬氧化物、碳纖維、石墨、以及氮化硼(bn)、氮化鋁(aln)等，并在下述的專利中已經(jīng)有公開描述：
中國(guó)專利申請(qǐng)cn102046713a公布了一種添加組份a(環(huán)氧樹脂占60～98％、稀釋劑占1～40％、其他添加劑占0.01～5％)5～45份、鄰苯二甲酸酐3～45份、促進(jìn)劑0.01～3份、鋁粉5～95份制備含有鋁粉的導(dǎo)熱復(fù)合材料的方法。
中國(guó)專利申請(qǐng)cn103819903a公布了一種添加乙烯基封端聚硅氧烷(乙烯基質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.22％)100份、納米硅粉0～120份、氧化鎂粉末150～300份、aln粉末50份、0.9份卡爾斯特催化劑、0.12份乙炔基環(huán)乙醇制備納米硅復(fù)合導(dǎo)熱材料的方法。
中國(guó)專利申請(qǐng)cn105820402a公布了一種添加聚丙烯無(wú)紡布1～9份、碳化硅5～10份、碳纖維3～6份、促進(jìn)劑1～3份、抗氧劑0.5～0.8份、增韌增容劑0.3～0.9份、聚丙烯增強(qiáng)纖維1～10份、堿性膠乳6～10份、膨脹石墨阻燃劑0.5～2份制備一種導(dǎo)熱絕緣材料的方法。
中國(guó)專利申請(qǐng)cn106046550a公布了一種添加聚丙烯47～74份、多巴胺改性填料25～50份、馬來(lái)酸酐接枝聚丙烯1～3份、所述的填料為氮化硼、氮化鋁或氧化鋁制備高導(dǎo)熱率聚丙烯復(fù)合材料的方法。
中國(guó)專利申請(qǐng)cn105647015a公布了一種添加聚丙烯40～90份、相容劑2～10份、膨脹石墨5～50份、增韌劑0.1～20份、抗氧劑0.2～2份、成核劑0.1～0.5份、潤(rùn)滑劑0.1～1份制備導(dǎo)熱聚丙烯材料的方法。
中國(guó)專利申請(qǐng)cn105623258a公布了一種添加高溫尼龍100份、膨脹石墨5～15份、精磨石墨粉1～5份、偶聯(lián)劑0.2～1份、抗氧劑0.3～0.8份、潤(rùn)滑劑0.5～1.5份制備導(dǎo)熱耐高溫尼龍復(fù)合材料的方法。
上述公布的專利存在各自明顯的不足，影響了導(dǎo)熱復(fù)合材料的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值，主要體現(xiàn)在：
(1)配方中的導(dǎo)熱填料的填充比重大，較多的填料體系會(huì)降低材料的沖擊性能，使得力學(xué)性能不能滿足使用要求，如專利cn103819903a、專利cn106046550a、專利cn105647015a、專利cn105820402a。
(2)配方中選用的導(dǎo)熱填料為金屬填料，過(guò)量金屬的加入使得導(dǎo)熱性能不高，使得應(yīng)用范圍變小，不適用于導(dǎo)熱電器元件，如專利cn102046713a。
(3)配方中選用的導(dǎo)熱填料與樹脂基體的分散性能不好，因此復(fù)合材料的導(dǎo)熱系數(shù)不高，不能滿足產(chǎn)品的散熱需求，如專利cn105623258a。
(4)上述某些專利的阻燃性能不好，如專利cn103819903a、專利cn106046550a，在使用過(guò)程中存在安全隱患。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種導(dǎo)熱、阻燃性能均非常優(yōu)良、導(dǎo)熱填料與基體樹脂的相容優(yōu)良、力學(xué)性能良好、并且加工過(guò)程比較簡(jiǎn)單，易于推廣的中間相瀝青基石墨纖維/聚丙烯復(fù)合材料及其制備方法。
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題采用以下的技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：
一種中間相瀝青基石墨纖維/聚丙烯復(fù)合材料，原料各組分按照重量份組成如下：
聚丙烯55～75份、中間相瀝青基石墨纖維2～6份、氮化硼5～10份、偶聯(lián)劑0.5份、白油1份、馬來(lái)酸酐接枝聚丙烯4份、潤(rùn)滑劑0.5份、相容劑5～7份、納米氫氧化鎂5～8份、增韌劑2～6份、其他助劑2份。
進(jìn)一步的，所述的聚丙烯為共聚聚丙烯，分子量為8萬(wàn)～10萬(wàn)、熔體流動(dòng)速率為16.3g/10min。
進(jìn)一步的，所述中間相瀝青基石墨纖維是在高壓n2/ar環(huán)境中將萘系中間相瀝青熔融噴絲制備而成的1.5mm寬帶狀纖維，其厚度小于20um、長(zhǎng)徑比80～100、其導(dǎo)熱率為1100～1300w/m·k-1，體積密度為1.85～1.90g/cm3。
所述中間相瀝青基石墨纖維的具體制備方法為：
將中間相瀝青放入加熱罐中，經(jīng)過(guò)充分熔融后，在一定的n2/ar氣壓力作用下，中間相瀝青通過(guò)噴絲板條形或圓形出絲口呈帶狀或線狀擠出，然后纏繞在圓形收絲鼓上，瀝青纖維進(jìn)行牽伸收絲是由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)，即得到中間相瀝青基帶狀或圓形截面瀝青纖維；
在氧氣氣氛下，將中間相瀝青基帶狀瀝青纖維以10℃/min的升溫速率升溫至200～300℃進(jìn)行氧化處理，氧化穩(wěn)定化時(shí)間為20～40h。
這樣制備的目的是得到高度晶體取向的碳纖維，石墨微晶的軸向取向程度較高，具有非常優(yōu)異的導(dǎo)熱性能。
進(jìn)一步的，所述氮化硼粒徑為5um、純度＞99％、體積密度2.30g/cm3、晶型為六方形；所述白油為工業(yè)級(jí)的、粘度指數(shù)為90；所述納米氫氧化鎂的粒徑小于100nm；所述馬來(lái)酸酐接枝聚丙烯接枝率≥0.8％、密度0.9g/cm3。
所述氮化硼的表面改性具體方法為：
采用稀硫酸對(duì)氮化硼進(jìn)行弱化處理，然后再加入硅烷偶聯(lián)劑，可以大大提高接枝率。具體步驟為將氮化硼粉末先加入適量稀硫酸中，充分浸潤(rùn)后攪拌，然后洗滌干燥；將一定量的硅烷偶聯(lián)劑kh-550溶于乙醇溶液中，攪拌水解一段時(shí)間后，加入適量的氮化硼粉末，再在70℃水浴下攪拌3h，反應(yīng)完成后，經(jīng)冷卻、過(guò)濾洗滌干燥后獲得改性氮化硼粉末。
納米氫氧化鎂的表面改性具體方法為：
稱量一定量的納米氫氧化鎂，加入蒸餾水，配置成10％的料漿，攪拌混合均勻，加熱至90℃，加入一定量的油酸鈉以及硬脂酸(質(zhì)量比例為1:1))以400r/min的速度快速攪拌3h，自然冷卻至室溫，真空抽濾，濾餅用蒸餾水洗滌3次，放入烘箱中110℃下干燥，冷卻至室溫備用。
進(jìn)一步的，所述偶聯(lián)劑為偶聯(lián)劑kh-550(3-氨丙基三乙氧基硅烷)，其為油狀液體，相對(duì)密度為1.025g/cm3。
進(jìn)一步的，所述增韌劑為聚烯烴彈性體(poe)，比重為0.870g/cm3、在190℃下并且在2.16kg的負(fù)荷下熔體流動(dòng)速率為0.5g/10min。
進(jìn)一步的，所述相容劑為甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物(mbs)。
進(jìn)一步的，所述的潤(rùn)滑劑為n，n'-乙撐雙硬脂酰胺(ebs)。
進(jìn)一步的，所述的抗氧劑為四[β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯。
一種中間相瀝青基石墨纖維/聚丙烯復(fù)合材料的制備方法，具體包括如下步驟：
(1)將聚丙烯、氮化硼、馬來(lái)酸酐接枝聚丙烯、潤(rùn)滑劑、相容劑、納米氫氧化鎂、增韌劑在混料筒中共混，共混時(shí)間為3～5min，使之在混料筒中充分混合，然后再加入偶聯(lián)劑、白油、抗氧劑在80～120r/min轉(zhuǎn)速下共混3～5min，得到預(yù)混物料；
(2)把步驟(1)的混合料通過(guò)主喂料口加入到雙螺桿擠出機(jī)中，同時(shí)，通過(guò)側(cè)喂料方式計(jì)量加入中間相瀝青基石墨纖維，經(jīng)熔融擠出、冷卻、干燥、切粒，得到中間相瀝青基石墨纖維改性的導(dǎo)熱復(fù)合材料粒料；
(3)將步驟(2)得到的中間相瀝青基石墨纖維改性的導(dǎo)熱復(fù)合材料粒料加到注塑機(jī)中，溫度為190～210℃，經(jīng)升溫熔融、擠出、注塑、成型。
所述步驟(2)中的側(cè)位進(jìn)料：就是先將其他物料從主進(jìn)料口加入，加熱熔融之后在螺桿的中間有一個(gè)側(cè)位進(jìn)料口，然后將中間相瀝青基石墨纖維再行加入，目的是為了最大限度的保留纖維的完整性，提高導(dǎo)熱效果。
本發(fā)明的有益效果為：
本發(fā)明通過(guò)選擇中間相瀝青基石墨纖維來(lái)改性聚丙烯，選擇聚烯烴彈性體(poe)為增韌劑、苯胺甲基三乙氧基硅烷為偶聯(lián)劑、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物為相容劑、納米氫氧化鎂為阻燃劑、n，n'-乙撐雙硬脂酰胺(ebs)為潤(rùn)滑劑，通過(guò)共混的方式制備得到中間相瀝青基石墨纖維/聚丙烯復(fù)合材料，其導(dǎo)熱、阻燃性能均非常優(yōu)良、導(dǎo)熱填料與基體樹脂的相容優(yōu)良、力學(xué)性能良好、并且加工過(guò)程比較簡(jiǎn)單。
本發(fā)明中的導(dǎo)熱原理為：
本申請(qǐng)的導(dǎo)熱機(jī)理是填充型導(dǎo)熱高分子材料
隨著氮化硼含量的增加，顆粒間的距離逐漸減小，顆粒間可以相互接觸形成緊密堆砌的結(jié)構(gòu)，在部分區(qū)域，氮化硼可以相互搭接形成導(dǎo)熱網(wǎng)鏈，使導(dǎo)熱系數(shù)增加。但是只有在氮化硼的添加量比較大的時(shí)候才能形成這種導(dǎo)熱網(wǎng)鏈，在添加量比較少的時(shí)候就是一個(gè)個(gè)的孤島，由于中間相瀝青基石墨纖維的搭橋作用，可以將氮化硼體系連接起來(lái)，在降低氮化硼添加量的同時(shí)，從而大大增加聚合物復(fù)合材料的導(dǎo)熱性能。將不同相界面之間的氮化硼可以互相聯(lián)系在一起，相當(dāng)于形成了一個(gè)共用的大界面；氮化硼的添加量降低還有一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，就是提高聚合物的力學(xué)性能，主要是隨著氮化硼含量的增加，聚合物材料中的應(yīng)力集中點(diǎn)增加，且因填料含量增加，氮化硼粒子之間開始互相接觸，有限的樹脂基體不能完全包覆所有顆粒，界面黏結(jié)狀況變差，出現(xiàn)黏結(jié)缺陷，樹脂基體之間大分子間的相互作用力也被削弱，在宏觀上，表現(xiàn)出聚合物材料的拉伸強(qiáng)度和沖擊強(qiáng)度下降，而中間相瀝青基石墨纖維的加入可以降低氮化硼的添加量，從而可以大大提高聚合物材料的拉伸強(qiáng)度和沖擊強(qiáng)度。
本申請(qǐng)對(duì)加入的氮化硼以及氫氧化鎂填料都進(jìn)行了改性，使其與聚合物基的相界面性能大大提高，同時(shí)，導(dǎo)熱性能以及力學(xué)性能的優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)的尤為突出。
而且采用了側(cè)位進(jìn)料的方式，最大程度的保留了中間相瀝青基石墨纖維的完整性，使其能夠更好的發(fā)揮作用。
偶聯(lián)劑，本申請(qǐng)選用的偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑，增強(qiáng)與基體的界面作用，有利于改善其在基體中的分散。減小界面熱阻從而提高復(fù)合材料的導(dǎo)熱性能。這是因?yàn)楣柰榕悸?lián)劑的分子有一種類似于橋鍵的作用，偶聯(lián)劑分子一端的活性基團(tuán)可以與bn表面的活性基團(tuán)發(fā)生鍵合作用，而另一端的活性基團(tuán)可以與聚合物基發(fā)生化學(xué)反應(yīng)和機(jī)械纏繞，從而通過(guò)偶聯(lián)劑把兩種性質(zhì)差異較大的材料緊密結(jié)合起來(lái)，而在酸和乙醇的作用下，可以使其更好的發(fā)揮作用。
相容劑：本申請(qǐng)選用的相容劑為mbs，這是一種嵌段類型的非反應(yīng)型相容劑，其作用是作為一種界面活性劑，降低聚丙烯與氮化硼之間的界面張力，增強(qiáng)界面結(jié)合力，同時(shí)也提高了材料的柔性。
增韌劑：本申請(qǐng)選用的增韌劑為聚烯烴彈性體(poe)，其作為增韌劑的機(jī)理是加入之后，可以很好的擴(kuò)大材料在受到?jīng)_擊是的耗散能量的區(qū)域，且能夠阻止空隙和銀紋的長(zhǎng)大，抑制裂紋的早期生長(zhǎng)。從而可以大大提高材料的抗沖擊性能，提高沖擊強(qiáng)度。
附圖說(shuō)明
圖1為本發(fā)明中的中間相瀝青基石墨纖維/聚丙烯復(fù)合材料的sem圖片。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
在具體實(shí)施例和對(duì)比例配方中，聚丙烯生產(chǎn)廠家為中國(guó)石油化工集團(tuán)公司，牌號(hào)為548rq，為共聚聚丙烯，分子量為8萬(wàn)～10萬(wàn)、熔體流動(dòng)速率為16.3g/10min；中間相瀝青基生產(chǎn)廠家是日本三菱化學(xué)公司，為1.5mm寬帶狀纖維、其厚度小于20um、長(zhǎng)徑比80～100、其導(dǎo)熱率為1100～1300w/m·k-1，體積密度為1.85～1.90g/cm3；氮化硼生產(chǎn)廠家是遼寧硼達(dá)科技有限公司，粒徑為5～10um、純度＞99％、體積密度2.30g/cm3、晶型為六方形；3-氨丙基三乙氧基硅烷生產(chǎn)廠家是南京帝蒙特化學(xué)有限公司，牌號(hào)為南大nd-42，其為油狀液體，相對(duì)密度為1.025g/cm3；甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物采用的是韓國(guó)lg化學(xué)的產(chǎn)品，型號(hào)為lgmb-500；納米氫氧化鎂為海景豐超化工廠產(chǎn)品；馬來(lái)酸酐接枝聚丙烯生產(chǎn)廠家是道恩集團(tuán)有限公司接枝率≧0.8％、密度0.9g/cm3；增韌劑生產(chǎn)廠家是美國(guó)陶氏公司，牌號(hào)為陶氏8200，為聚烯烴彈性體，比重為0.870g/cm3、熔體流動(dòng)速率為(190℃，2.16kg)0.5g/10min；白油生產(chǎn)廠家為辛集市隆油石油筑基廠、粘度指數(shù)為90。油酸鈉，硬脂酸，潤(rùn)滑劑n，n'-乙撐雙硬脂酰胺，抗氧劑丙酸季戊四醇酯均為瑞士ciba公司產(chǎn)品。
中間相瀝青基石墨纖維/聚丙烯復(fù)合材料的實(shí)施例1～6和3個(gè)對(duì)比例的配方的組分含量如表一。
表一：實(shí)施例1～6和3個(gè)對(duì)比例的配方的組分含量表
實(shí)施例1：
聚丙烯75份、氮化硼5份、偶聯(lián)劑0.5份、中間相瀝青基石墨纖維2份、馬來(lái)酸酐接枝聚丙烯4份、相容劑(mbs)5份、納米氫氧化鎂5份、增韌劑(poe)2份、白油0.4份、油酸鈉0.3份、硬脂酸0.3份、潤(rùn)滑劑(ebs)0.5份、抗氧劑0.5份。
實(shí)施例2：
聚丙烯69.5份、氮化硼6份、偶聯(lián)劑0.5份、中間相瀝青基石墨纖維3份、馬來(lái)酸酐接枝聚丙烯4份、相容劑(mbs)6份、納米氫氧化鎂6份、增韌劑(poe)3份、白油0.4份、油酸鈉0.3份、硬脂酸0.3份、潤(rùn)滑劑(ebs)0.5份、抗氧劑0.5份。
實(shí)施例3：
聚丙烯66.5份、氮化硼7份、偶聯(lián)劑0.5份、中間相瀝青基石墨纖維4份、馬來(lái)酸酐接枝聚丙烯4份、相容劑(mbs)6份、納米氫氧化鎂7份、增韌劑(poe)4份、白油0.4份、油酸鈉0.3份、硬脂酸0.3份、潤(rùn)滑劑(ebs)0.5份、抗氧劑0.5份。
實(shí)施例4：
聚丙烯62.5份、氮化硼8份、偶聯(lián)劑0.5份、中間相瀝青基石墨纖維5份、馬來(lái)酸酐接枝聚丙烯4份、相容劑(mbs)6份、納米氫氧化鎂8份、增韌劑(poe)4份、白油0.4份、油酸鈉0.3份、硬脂酸0.3份、潤(rùn)滑劑(ebs)0.5份、抗氧劑0.5份。
實(shí)施例5：
聚丙烯55份、氮化硼9份、偶聯(lián)劑0.5份、中間相瀝青基石墨纖維6份、馬來(lái)酸酐接枝聚丙烯4份、相容劑(mbs)7份、納米氫氧化鎂8份、增韌劑(poe)5份、白油0.4份、油酸鈉0.3份、硬脂酸0.3份、潤(rùn)滑劑(ebs)0.5份、抗氧劑0.5份。
實(shí)施例6：
聚丙烯62.5份、氮化硼10份、偶聯(lián)劑0.5份、中間相瀝青基石墨纖維6份、馬來(lái)酸酐接枝聚丙烯4份、相容劑(mbs)5份、納米氫氧化鎂6份、增韌劑(poe)4份、白油0.4份、油酸鈉0.3份、硬脂酸0.3份、潤(rùn)滑劑(ebs)0.5份、抗氧劑0.5份。
中間相瀝青基石墨纖維的具體制備方法為：
將1000g中間相瀝青放入加熱罐中，經(jīng)過(guò)充分熔融后，在n2/ar氣壓力作用下，中間相瀝青通過(guò)噴絲板條形或圓形出絲口呈帶狀或線狀擠出，然后纏繞在圓形收絲鼓上，瀝青纖維進(jìn)行牽伸收絲是由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)，即得到中間相瀝青基帶狀或圓形截面瀝青纖維；
在氧氣氣氛下，將中間相瀝青基帶狀瀝青纖維以10℃/min的升溫速率升溫至200～300℃進(jìn)行氧化處理，氧化穩(wěn)定化時(shí)間為20～40h。
氮化硼的表面改性具體方法為：
采用稀硫酸對(duì)bn進(jìn)行弱化處理，然后再加入硅烷偶聯(lián)劑，可以大大提高接枝率。具體步驟為將10g氮化硼粉末先加入30ml稀硫酸中，充分浸潤(rùn)后攪拌，然后洗滌干燥；將0.2g的硅烷偶聯(lián)劑kh-550溶于30ml95％的乙醇溶液中，攪拌水解一段時(shí)間后，加入10g的氮化硼粉末，再在70℃水浴下攪拌3h，反應(yīng)完成后，經(jīng)冷卻、過(guò)濾洗滌干燥后獲得改性氮化硼粉末。
納米氫氧化鎂的表面改性具體方法為：
稱量10g納米氫氧化鎂，加入90ml蒸餾水，配置成10％的料漿，攪拌混合均勻，加熱至90℃，加入2.5g油酸鈉、2.5g硬脂酸，以400r/min的速度快速攪拌3h，自然冷卻至室溫，真空抽濾，濾餅用蒸餾水洗滌3次，放入烘箱中110℃下干燥，冷卻至室溫備用。
納米氫氧化鎂的改性機(jī)理：表面活性劑的兩側(cè)都有大量的活性基團(tuán)，一側(cè)與氫氧化鎂結(jié)合，另一側(cè)與聚合物基結(jié)合，將氫氧化鎂的粒子和聚丙烯的粒子緊密連接在一起，使得氫氧化鎂與聚丙烯的結(jié)合更加緊密，分散更加均勻，減少了因團(tuán)聚而引起的應(yīng)力集中，使得力學(xué)性能提高。
其實(shí)施例1～6的具體制備方法如下面步驟，其中各組分的選擇劑用量根據(jù)上文所述的酌情添加：
(1)將聚丙烯、氮化硼、馬來(lái)酸酐接枝聚丙烯、潤(rùn)滑劑(ebs)、相容劑(mbs)、納米氫氧化鎂、增韌劑(poe)在混料筒中共混，共混時(shí)間為3～5min，使之在混料筒中充分混合，然后再加入偶聯(lián)劑、白油、抗氧劑在80～120r/min轉(zhuǎn)速下共混3～5min，得到預(yù)混物料；
(2)把步驟(1)的混合料通過(guò)主喂料口加入到雙螺桿擠出機(jī)中，同時(shí)，通過(guò)側(cè)喂料方式計(jì)量加入中間相瀝青基石墨纖維，經(jīng)熔融擠出、冷卻、干燥、切粒，得到中間相瀝青基石墨纖維改性的導(dǎo)熱復(fù)合材料粒料；
(3)將步驟(2)得到的中間相瀝青基石墨纖維改性的導(dǎo)熱復(fù)合材料粒料加到注塑機(jī)中，溫度為190～210℃，經(jīng)升溫熔融、擠出、注塑、成型。
對(duì)比例1
聚丙烯44.5份、相容劑(mbs)10份、氮化硼28份、增韌劑(poe)10份、偶聯(lián)劑0.5份、馬來(lái)酸酐接枝聚丙烯5份、抗氧劑1份、成核劑0.5份、潤(rùn)滑劑0.5份。
對(duì)比例2
聚丙烯57.5份、氮化硼24份、碳纖維3份、偶聯(lián)劑0.5份、馬來(lái)酸酐接枝聚丙烯(pp)4份、增韌劑(poe)2份、相容劑(mbs)2份、納米氫氧化鎂5份、促進(jìn)劑1份、抗氧劑0.5份、增韌增容劑0.5份。
對(duì)比例3
聚丙烯36.5份、氮化硼19份、氮化鋁11份、氧化鋁10份、偶聯(lián)劑0.5份、馬來(lái)酸酐接枝聚丙烯(pp)5份、增韌劑(poe)9份、相容劑(mbs)9份。
對(duì)比例1的實(shí)施方式如下所述，其中各組分的選擇劑用量根據(jù)上文所述的酌情添加：
(1)將所述聚丙烯與氮化硼、增韌劑(poe)、相容劑(mbs)、馬來(lái)酸酐接枝聚丙烯(pp)、偶聯(lián)劑、抗氧劑、成核劑、潤(rùn)滑劑按重量配比在高速攪拌機(jī)中混合均勻，形成混合物。
(2)將步驟1中的混合物送入雙螺桿擠出機(jī)熔融擠出，經(jīng)水冷、風(fēng)干、切粒，得到耐高溫、耐老化、耐沖擊、低后收縮、導(dǎo)熱聚丙烯材料。
對(duì)比例2的實(shí)施方式如下所述，其中各組分的選擇劑用量根據(jù)上文所述的酌情添加：
(1)將導(dǎo)熱填料攪拌混合，進(jìn)行表面改性，加料順序?yàn)榫郾?、氮化硼、偶?lián)劑、碳纖維、增韌劑(poe)、相容劑(mbs)、氫氧化鎂、潤(rùn)滑劑、抗氧劑，攪拌轉(zhuǎn)速為20r/min，攪拌溫度為110℃；
(2)將步驟1混合好的材料在擠出機(jī)上混合擠出，溫度為210～255℃；
(3)將步驟2中的材料經(jīng)擠出、切粒，干燥即可得導(dǎo)熱尼龍復(fù)合材料。
對(duì)比例3的實(shí)施方式如下所述，其中各組分的選擇劑用量根據(jù)上文所述的酌情添加：
(1)將所有原料在真空干燥箱中烘干，干燥時(shí)間8～15小時(shí)，干燥溫度為80～100℃。
(2)將氧化鋁分散于去離子水中，超聲30～60min，加入多巴胺鹽酸(氮化硼、氮化鋁、氧化鋁)，攪拌，烘干。
(3)將聚丙烯、馬來(lái)酸酐接枝聚丙烯、增韌劑(poe)、相容劑(mbs)、偶聯(lián)劑按步驟(2)所述方法制備的改性氧化鋁，調(diào)整擠出機(jī)溫度和轉(zhuǎn)速后擠出樣品，得到聚丙烯/馬來(lái)酸酐接枝聚丙烯/氧化鋁復(fù)合材料。
本發(fā)明的中間相瀝青基石墨纖維/聚丙烯復(fù)合材料的實(shí)施例1～6及對(duì)比例1～3的性能實(shí)驗(yàn)如下：
性能評(píng)價(jià)方式及實(shí)行標(biāo)準(zhǔn)：
將上述制備的導(dǎo)熱復(fù)合材料進(jìn)行以下的測(cè)試：按照astm-d5470-06標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試復(fù)合材料的導(dǎo)熱率；按照astmd1238標(biāo)準(zhǔn)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試復(fù)合材料的熔體指數(shù)；按照astmd638標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試復(fù)合材料的拉伸性能；按astmd256標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試復(fù)合材料的沖擊性能；按照ul94測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)試樣的阻燃性能。測(cè)試結(jié)果如表2所示。
表二、測(cè)試結(jié)果對(duì)比表
由表2可知，本發(fā)明開發(fā)的中間相瀝青基石墨纖維/聚丙烯復(fù)合材料與未使用中間相瀝青基石墨纖維的對(duì)比例1的方案、對(duì)比例2、對(duì)比例3的方案所生產(chǎn)的產(chǎn)品相比，各方面的性能均有比較突出的優(yōu)勢(shì)，尤其是熱導(dǎo)率的提高比較明顯，顯著提高了復(fù)合材料的導(dǎo)熱率，同時(shí)具備優(yōu)良的阻燃性能以及力學(xué)性能。
由于加入了中間相瀝青基石墨纖維，與對(duì)比例1和對(duì)比例3相比，氮化硼的添加份數(shù)減少，使得成本得以降低。
上面所述的實(shí)施例僅僅是對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行描述，并非對(duì)本發(fā)明的范圍進(jìn)行限定，在不脫離本發(fā)明設(shè)計(jì)精神前提下，本領(lǐng)域普通工程技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案做出的各種變形和改進(jìn)，均應(yīng)落入本發(fā)明的權(quán)利要求書確定的保護(hù)范圍內(nèi)。