一种具有导热功能的PC增韧PP复合材料及其制备方法与流程

本发明涉及共混物增韧、导热，具体是涉及一种具有导热功能的pc增韧pp复合材料及其制备方法。

背景技术：

1、聚丙烯(pp)是由丙烯聚合而成的聚合物，由于其具有密度小、强度高、耐腐蚀、易成型等优势，广泛应用于家用电器、包装、电气、设备以及汽车等领域，是全世界塑料用量最大的品种之一。但pp存在韧性差、耐磨性不理想、热机械性能不佳等缺陷，限制了pp的使用范围。

2、弹性体增韧是pp改性常用手段，但往往造成强度、耐磨性能和热性能等的显著下降，而随着pp应用领域的逐渐扩大，对其综合性能的要求日益提高。因此，有效提高pp的综合性能成为当前pp改性的重要目标。

3、聚碳酸酯(pc)与pp进行共混，可以使pp的熔体黏度降低，加工性能得到提高，而且可以降低材料的成本，性能上比纯pp有较大的提高。但是由于pc与pp的极性相差较大，为增加pp/pc共混体系的相容性，需要在共混体系中加入增容剂。此外，为了提高导热性能，设法引入导热填料增加材料的导热性能，在对器件散热要求日益提高的今日更加具有应用前景。因此，克服pc、pp的相容性差，并解决导热填料的引入问题使其成为一种导热复合材料是获得优良导热性的pp/pc增韧复合材料所面对的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了解决上述背景技术的问题，克服pc、pp的相容性差，引入导热填料，提供一种具有导热功能的pc增韧pp复合材料及其制备方法。本发明的复合材料以pp为连续相，pc为分散相，为了解决两者的相容问题通过制备增容剂pp-g-gma来增强相容性。其中，第一步在pc上接枝羧基，第二步在bn的表面负载上氨基，第三步将接枝羧基的pc和负载羟基的bn通过挤出的方法加工得到pc-bn，第四步将pc-bn、pp、以及增容剂pp-g-gma通过原位成纤的方法进行加工使其成为优良的导热增韧复合材料。

2、为达到本发明的目的，本发明具有导热功能的pc增韧pp复合材料的制备方法包括以下步骤：

3、(1)将冰醋酸和去离子水加入反应容器中，然后加入干燥恒重后的pc，将反应容器抽真空，然后通入惰性气体密封，辐照，洗涤，干燥，得到接枝羧基的pc；

4、(2)将氮化硼(bn)、尿素、球磨珠装入氧化锆罐中，然后球磨，球磨后洗涤以去除游离的尿素，所得粉末进行干燥处理得到负载氨基的bn；

5、(3)将步骤(1)制备的接枝羧基的pc和步骤(2)制备的负载氨基的bn一起放入挤出机中熔融挤出，获得pc-bn复合材料；

6、(4)将pp、pp-g-gma、pc-bn熔融共混挤出得到pp/pc复合材料，将所得pp/pc复合材料在注塑机中注塑，得到pc原位成纤分布在pp基体中的具有导热功能的pc增韧pp试样。

7、进一步地，在本发明的一些实施方式中，所述步骤(1)中冰醋酸、去离子水、干燥恒重后的pc的质量比为2～3：4～8：3～6。

8、进一步地，在本发明的一些实施方式中，所述步骤(1)中所述惰性气体包括氮气、氩气等中的一种或多种的混合物。

9、进一步地，在本发明的一些实施方式中，所述步骤(1)中置于60coγ射线源辐射；优选地，辐射剂量率为0.5～1.0gy/s，总剂量为15～20kgy；优选地，所述步骤(1)中干燥是在75～85℃条件下干燥。

10、进一步地，在本发明的一些实施方式中，所述步骤(1)中的洗涤为采用去离子水洗涤；优选地，所述步骤(1)的干燥温度为60-80℃。

11、进一步地，在本发明的一些实施方式中，所述步骤(2)中bn、尿素的质量比为2～4：2.5～3。

12、进一步地，在本发明的一些实施方式中，所述步骤(2)中球磨珠的尺寸为5mm、3mm、1mm三种中的一种或多种的组合物；优选地，所述步骤(2)中球磨机的转速为450～600rpm，球磨时间为6～8h；优选地，所述步骤(2)中的洗涤为采用去离子水洗涤；优选地，所述步骤(2)中干燥处理是在温度为80～100℃的条件下进行，干燥时间为8～10h。

13、进一步地，在本发明的一些实施方式中，所述步骤(3)中接枝羧基的pc和负载氨基的bn的质量比为50～90：50～10。

14、进一步地，在本发明的一些实施方式中，所述步骤(3)中熔融挤出的温度为200～230℃，转速为60～80rpm。

15、进一步地，在本发明的一些实施方式中，所述步骤(4)中pp、pp-g-gma、pc-bn的质量比为130～150:8～15:40～50；优选地，所述步骤(4)中pp-g-gma为pp和pc共混体系的增容剂，其接枝率为75～85％。

16、进一步地，在本发明的一些实施方式中，所述步骤(4)中熔融共混挤出在180～220℃、转速为50～75rpm的条件下进行；优选地，所述步骤(4)中注塑机温度为200℃～230℃，注塑速度为300mm/s～500mm/s，模具温度为55～65℃。

17、另一方面，本发明还提供了一种具有导热功能的pc增韧pp复合材料，所述具有导热功能的pc增韧pp复合材料是采用前述方法制备得到的。

18、与现有技术相比，本发明的优点如下：

19、(1)本发明中用熔融挤出-热拉伸-淬冷工艺，原位成纤的方法使分散相pc变为微纤状，微纤的增强效应和界面相容性的改善使得微纤共混的拉伸强度和冲击性能都有大幅度提高。

20、(2)本发明中导热填料bn通过化学键与pc紧密相连，随pc呈纤维状分布在pp基体中，从而增加了bn之间的接触概率，从而提高了pp/pc复合材料的导热性能。

技术特征：

1.一种具有导热功能的pc增韧pp复合材料的制备方法，其特征在于，所述具有导热功能的pc增韧pp复合材料的制备方法包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的具有导热功能的pc增韧pp复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中冰醋酸、去离子水、干燥恒重后的pc的质量比为2～3：4～8：3～6。

3.根据权利要求1所述的具有导热功能的pc增韧pp复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中所述惰性气体包括氮气、氩气等中的一种或多种的混合物；优选地，所述步骤(1)中置于60coγ射线源辐射；优选地，辐射剂量率为0.5～1.0gy/s，总剂量为15～20kgy；优选地，所述步骤(1)中干燥是在75～85℃条件下干燥。

4.根据权利要求1所述的具有导热功能的pc增韧pp复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中的洗涤为采用去离子水洗涤；优选地，所述步骤(1)的干燥温度为60-80℃；优选地，所述步骤(2)中bn、尿素的质量比为2～4：2.5～3。

5.根据权利要求1所述的具有导热功能的pc增韧pp复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中球磨珠的尺寸为5mm、3mm、1mm三种中的一种或多种的组合物；优选地，所述步骤(2)中球磨机的转速为450～600rpm，球磨时间为6～8h；优选地，所述步骤(2)中的洗涤为采用去离子水洗涤；优选地，所述步骤(2)中干燥处理是在温度为80～100℃的条件下进行，干燥时间为8～10h。

6.根据权利要求1所述的具有导热功能的pc增韧pp复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中接枝羧基的pc和负载氨基的bn的质量比为50～90：50～10。

7.根据权利要求1所述的具有导热功能的pc增韧pp复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中熔融挤出的温度为200～230℃，转速为60～80rpm。

8.根据权利要求1所述的具有导热功能的pc增韧pp复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中pp、pp-g-gma、pc-bn的质量比为130～150:8～15:40～50；优选地，所述步骤(4)中pp-g-gma为pp和pc共混体系的增容剂，其接枝率为75～85％。

9.根据权利要求1所述的具有导热功能的pc增韧pp复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中熔融共混挤出在180～220℃、转速为50～75rpm的条件下进行；优选地，所述步骤(4)中注塑机温度为200℃～230℃，注塑速度为300mm/s～500mm/s，模具温度为55～65℃。

10.一种具有导热功能的pc增韧pp复合材料，其特征在于，所述具有导热功能的pc增韧pp复合材料是采用权利要求1-9任一项所述的方法制备得到的。

技术总结
本发明属于共混物增韧、导热技术领域，公开了一种具有导热功能的PC增韧PP复合材料及其制备方法。本发明的复合材料以PP为连续相，PC为分散相，为了解决两者的相容问题通过制备增容剂PP‑g‑GMA来增强相容性。其中，第一步在PC上接枝羧基，第二步在BN的表面负载上氨基，第三步将接枝羧基的PC和负载羟基的BN通过挤出的方法加工得到PC‑BN，第四步将PC‑BN、PP、以及增容剂PP‑g‑GMA通过原位成纤的方法进行加工使其成为优良的导热增韧复合材料。

技术研发人员：施燕琴,廖炎,金英,陆龙威,卢津强
受保护的技术使用者：横店集团得邦工程塑料有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16