专利名称:高导热性高密度聚乙烯基复合材料的制作方法
本发明涉及一种高导热性聚合物复合材料及其制造方法，具体而言，本发明涉及一种高密度聚乙烯和高导热性填料为原料共混复合制造的高导热性聚合物复合材料。
聚合物的导热系数很低，属于不良导热体，为了改善聚合物材料的导热性，使之能作为功能材料运用于实际环境中，诸如水泥大坝冷却管材、常压换热设备或生活取暖装置、自润滑构件等。美国Tavman，Ismail H.报导了金属粉末对聚合物导热系数的影响，Ef-fect of matallic fillers on thermal conductivity of polymers-Integrated Design and Nanufac-turing of composites American Society of Mechanical Engineers.Patroleum Divson(Pahlica-tion)V64 N2 1994 P165-170，该文研究了高密度聚乙烯与金属粉末锡共混复合材料的导热性，金属锡粉末导热性好，但价格昂贵，比重大，加工过程中易氧化，金属粉末与聚合物界面互相作用小相容性差，导致力学性能低。“氯化聚氯乙烯导热管的研制”——塑料工业，N5，1992，P46-48，该文研究了用石墨粉填充改性氯化聚氯乙烯导热性，石墨的加入可提高氯化聚氯乙烯导热性，但氯化聚氯乙烯耐老化，耐化学腐蚀性差，且随含氯量增加，稳定性变差，加工困难，成本高。
本发明的目的是针对现有技术的不足而提供一种高导热性高密度聚乙烯基复合材料及其制造方法，其特点是在高密度聚乙烯基体材料中引入在磨盘型力化学反应器处理过的导热物质，适当加入抗氧剂，通过共混复合方法制造兼具高导热性和良好机械性能的高密度聚乙烯基复合材料，以拓宽其应用领域。
本发明的目的由以下技术措施实现的高导热性高密度聚乙烯基复合材料的配方组分(按重量计)为高密度聚乙烯，熔体指数0.8-0.16g/10min I2.16kg 3-9.5份高导热性填料(可用氧化镁、石墨、硅酸钙)，粒度为63.5-127μm 0.5-7份抗氧剂[可用硫代二丙酸二月硅酸(简称DLTP)，和/或ρ-(4-羟基-3.5-二叔丁基)丙酸正十八碳醇酸，(简称1076)] 0.0025～0.02份高导热性高密度聚乙烯基复合材料的制造方法1.将一定量高导热性填料在本发明者获得专利权(ZL95242817.2)的磨盘型力化学反应器中处理活化后，于温度80-100℃烘干，备用。
2.称取高密度聚乙烯3～9.5份，磨盘型力化学反应器中处理的填料0.5～7份和加入抗氧剂0.0025～0.02份，在双螺杆混炼机内混炼，挤出，牵伸冷却、切粒包装。或干燥、压片、测试性能。
高导热性高密度聚乙烯基复合材料性能测试结果导热系数 0.45-3.5W/m·K拉伸屈服强度 21-30MPa断裂伸长率 10-1200％冲击强度 50-200J/m本发明具有如下优点本发明与金属相比具有耐腐蚀、抗结垢、重量轻等特点；与其它一些聚合物导热材料相比具有价格低廉、成型加工方便，兼具优良导热性及机械性能，在一定条件下可实现以塑代钢，用于水泥大坝冷却管材，可解决钢管铺设接头多，施工困难，易锈蚀，易泄漏，费用高的问题，且可解决普通HDPE管导热系数小，管径大，对材料力学强度要求高的问题；用于制造形状复杂、韧性好、不结垢的常压换热设备或生活取暖装置；还可用于自润滑构件等方面，有显著的经济效益和社会效益。
实施例下面通过实施例对本发明进行具体的描述，有必要在此指出的是以下实施例只用于对本发明进行进一步的说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的技术人员可以根据上述内容对本发明作出一些非本质的改进和调整。
1.将磨盘型力化学反应器处理活化的石墨5公斤及高密度聚乙烯15公斤混和，加入抗氧剂(LDTP∶1076＝1∶1)200克，在双螺杆混炼机内混炼、挤出，牵伸、冷却、切粒。干燥、压片、测试性能结果导热系数为1.5W/m·K，拉伸屈服强度为24MPa，断裂伸长率为440％，冲击强度为120J/m。
2.将磨盘型力化学反应器处理活化氧化镁4公斤及高密度聚乙烯6公斤混和，加入抗氧剂(LDTP∶1076＝1∶1)100克，在双螺杆混炼机内混炼，挤出牵伸、冷却、切粒。干燥、压片，测试性能结果导热系数为2.1W/m·K，拉伸屈服强度22MPa，断裂伸长率为50％，冲击强度为100J/m。
3.将磨盘型力化学反应器处理活化石墨5公斤及高密度聚乙烯5公斤，加入抗氧剂(LDTP∶1076＝1∶1)100克，在双螺杆混炼机内混炼，挤出，牵伸、冷却、切粒、干燥、压片，测试性能结果导热系数为3W/m·K，拉伸屈服强度为28MPa，断裂伸长率为25％，冲击强度为90J/m。
权利要求
1.高导热性高密度聚乙烯基复合材料，其特征在于该高密度聚乙烯基复合材料的配方组分(按重量计)为高密度聚乙烯，熔体指数0.08～0.16g/10min I2.16kg 3～9.5份高导热性填料，粒度63.5-127μm 0.5～7份抗氧剂 0.0025～0.02份
2.按照权利要求
1所述高导热性高密度聚乙烯基复合材料，其特征在于高导性填料为石墨、氧化镁、硅酸钙。
3.按照权利要求
1或2所述高导热性高密度聚乙烯基复合材料，其特征在于抗氧剂为硫代二丙酸二月桂酯和/或ρ-(4-羟基-3，5-二叔丁基)丙酸正十八碳醇酯。
4.按照权利要求
1所述高导热性高密度聚乙烯基复合材料的制备方法，其特征在于(1)将一定量高导热性填料在磨盘型力化学反应器中处理活化后，于温度80-100℃烘干、备用，(2)称取高密度聚乙烯3～9.5份，经磨盘型力化学反应器处理活化的导热填料0.5～7份，加入抗氧剂0.0025～0.02份，在双螺杆混炼机内混炼、挤出，经牵伸冷却、切粒、包装。
专利摘要
一种高导热性高密度聚乙烯基复合材料及其制造方法，其特点是在高密度聚乙烯基体材料中加入经磨盘型力化学反应器处理活化的导热物质，并添加适量抗氧剂，通过共混方法制造高导热性高密度聚乙烯基复合材料。在一定条件下可实现以塑代钢，用于水泥大坝冷却管材；常压换热设备或生活取暖装置；还可用于自润滑构件等方面，有显著的经济效益和社会效益。
文档编号C08K13/02GKCN1093551SQ98112222
公开日2002年10月30日 申请日期1998年9月1日
发明者王琪, 高峻, 华正坤 申请人:四川联合大学导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan专利引用 (3),