一种石墨合金高导热导电复合材料

技术领域

本发明涉及导热导电复合材料加工技术领域，尤其涉及一种石墨合金高导热导电复合材料。

背景技术

目前导热材料运用于高效冷凝器大多数为铜管、钛合金管。铜管易腐蚀，铜本身有膨胀系数，易发生产品外观变形；钛合金管虽然解决了耐酸碱的问题，但由于水滴挂壁，会产生“碘化”现象，且在温差较大的情况下，会发生管材的振动。除此之外，使用金属作为导热材料，价格昂贵，寿命短，必须经常更换，经济效益低。

现有技术中开发的材料，无法兼顾高导热、导电、耐酸碱、耐寒、耐热及避震，其管壁表面粗糙，没有适度的挠性，无法承受振动，易被腐蚀。

发明内容

本发明的目的在于提供一种石墨合金高导热导电复合材料，以解决上述背景技术中所提出的问题。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种石墨合金高导热导电复合材料，按重量份数包括如下组分，

作为进一步的优化，所述PP为均聚PP和共聚PP的混合物，二者的质量比为1:(0.1-0.5)。

作为进一步的优化，所述PPO的分子量为30000-50000，其结晶度为40-50％。

作为进一步的优化，所述PPS的分子量为4000-5000，其结晶度为70-80％。

作为进一步的优化，所述石墨的目数为1000-1500目。

作为进一步的优化，所述晶须类型为氧化锌晶须，其长度为0.3-0.6μm，其直径为30-90nm；晶须是在结晶时原子结构排列高度有序，直径小到难容纳那种存在于大晶体中的缺陷，如颗粒界面、空洞、位错及结构不完整等，使晶须的强度接近完整晶体的理论值。

作为进一步的优化，所述导电填充物选用碳纤维，其目数为200-500目。

作为进一步的优化，所述偶联剂为钛酸酯偶联剂，通过偶联剂对石墨和晶须进行表面处理，可改善填料在材料中的分散性和粘合力，改善无机化合物和树脂之间的相容性，改善工艺性能和提高产品导热能力，本发明选用钛酸酯偶联剂，其对于热塑性聚合物和干燥的填料，有良好的偶联效果，它具有长碳键烷烃基，结构上比较柔软，能和有机聚合物和无机物的相容性得到改善，提高材料的抗冲强度和导热性能，针对晶须石墨的表面处理能够起到良好的效果；钛酸酯偶联剂的末端存在羟基、氨基、环氧基等活跃基团，可以和有机物通过化学反应结合在一起。在本发明中，可以使填料得到活化处理，从而提高填充量，减少树脂用量，降低制品成本，同时改善加工性能。

作为进一步的优化，所述抗氧剂为抗氧剂1010或抗氧剂300，本发明优选抗氧剂1010，抗氧剂1010对体系的导热性能贡献更大，更适合构筑导热复合材料的体系。

作为进一步的优化，所述石墨和晶须进行热失重处理，目的是除去原料的水分、进一步压缩体积，使得偶联剂更加均匀的分散；将聚苯醚树脂在130℃下干燥4小时，严格控制温度在150℃以下，否则颜色会发生变化，除水的目的是避免微量的水导致产品表面出现银丝等不光滑现象。

与已有技术相比，本发明的有益效果体现在：

本发明以聚烯烃、树脂、长晶须、石墨等材料制备而成，具有高导热、导电、耐酸碱、耐寒、耐热及避震。特别是产品表面光滑，无滴水存在，避免了钛合金产生的碘化不良现象，是国防、核电、能源环保理想材料。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

实施例1

一种石墨合金高导热导电复合材料，按重量份数包括如下组分，PP 22份、PPO 6份、PPS 6份、POE8999 10份、石墨40份、氧化锌晶须7份、碳纤维7份、偶联剂1份和抗氧剂1010 1份。

实施例2

一种石墨合金高导热导电复合材料，按重量份数包括如下组分，PP 30份、PPO 3份、PPS 3份、POE8999 5份、石墨45份、氧化锌晶须5份、碳纤维5份、偶联剂2份和抗氧剂10101.5份。

实施例3

一种石墨合金高导热导电复合材料，按重量份数包括如下组分，PP 35份、PPO 2份、PPS 2份、POE8999 6份、石墨45份、氧化锌晶须5份、碳纤维4份、偶联剂0.5份和抗氧剂1010 0.5份。

实施例4

一种石墨合金高导热导电复合材料，按重量份数包括如下组分，PP 38份、PPO 2份、PPS 2份、POE8999 3份、石墨45份、氧化锌晶须7份、碳纤维2份、偶联剂0.5份和抗氧剂1010 0.5份。

实施例5

一种石墨合金高导热导电复合材料，按重量份数包括如下组分，PP 30份、PPO 2份、PPS 2份、POE8999 11份、石墨45份、氧化锌晶须0.5份、碳纤维8.5份、偶联剂0.5份和抗氧剂1010 0.5份。

实施例6

一种石墨合金高导热导电复合材料，按重量份数包括如下组分，PP 38份、PPO 2份、PPS 2份、POE8999 3份、石墨45份、氧化锌晶须8份、碳纤维1份、偶联剂0.5份和抗氧剂1010 0.5份。

实施例7

一种石墨合金高导热导电复合材料，按重量份数包括如下组分，PP 38份、PPO 2份、PPS 2份、POE8999 3份、石墨42份、氧化锌晶须12份、偶联剂0.5份和抗氧剂1010 0.5份。

实施例8

一种石墨合金高导热导电复合材料，按重量份数包括如下组分，PP 37份、PPO 2份、PPS 2份、POE8999 3份、石墨50份、氧化锌晶须5份、偶联剂0.5份和抗氧剂1010 0.5份。

实施例9

一种石墨合金高导热导电复合材料，按重量份数包括如下组分，PP 37份、PPO 3份、PPS 3份、POE8999 6份、石墨25份、氧化锌晶须15份、碳纤维10份、偶联剂0.5份和抗氧剂1010 0.5份。

实施例10

一种石墨合金高导热导电复合材料，按重量份数包括如下组分，PP 37份、PPO 4份、PPS 4份、POE8999 6份、石墨20份、氧化锌晶须15份、碳纤维10份、偶联剂2份和抗氧剂1010 2份。

应用实施例

对实施例1至10制备的石墨合金高导热导电复合材料、以及对比例1至5的导热导电复合材料进行拉伸强度、伸长率、20℃电阻、维卡温度、导热率等指标进行测试；其中对比例1为相较于实施例7，经共聚PP的制备的导热导电复合材料；对比例2为相较于实施例7，石墨和晶须不经热处理的制备的导热导电复合材料；对比例3为相较于实施例7，经硅烷偶联剂制备的导热导电复合材料；对比例4为相较于实施例7，经2000目石墨制备的导热导电复合材料；以上测试结果如下表所示。

导热导电复合材料性能测试数据

其中，各指标的测试方法为：拉伸强度和断裂伸长率依据GB/T1040.1-2006，20℃体积电阻依据GB/T 3048.3-2007，热变形温度依据GB1633-79，导热系数通过NETZSCHLFA测试分析。

通过以上实验数据得知，经过热处理后的晶须和石墨，可以使材料具有较好的导热导电性能，同时，加入导电填充物(碳纤维)后，材料的导电性可以进一步提升；综上所述，本发明以聚烯烃、树脂、长晶须、石墨等材料制备而成，具有高导热、导电、耐酸碱、耐寒、耐热性能。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。