[发明专利]一种新型导热天然橡胶复合材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于橡胶复合材料技术领域，具体涉及一种新型导热天然橡胶复合材料的制备方法。

背景技术

天然橡胶在常温下具有高的弹性，优良的机械强度和耐屈挠性，电绝缘性能良好，可以应用到许多领域。但是天然橡胶是热的不良导体，限制了其在某些领域的应用，而提高其导热性能，可扩大其应用领域，对社会经济的发展具有重要意义。因此，提高天然橡胶的导热性成为一个迫切需要解决的问题。

导热填料主要是一些无机粒子，按照其形状可以分为粒状，纤维状及片状等。一般说来，在同样的填充量下，纤维状和片状填料相对于粒状填料能够赋予复合材料更高的导热率，且纤维状填料填充橡胶的导热及力学性能具有方向性，在其径向上复合材料的导热及力学性能都要比其它方向要好。

目前应用广泛的纤维状填料有纳米硅铝管、碳纳米管等，但是在使用时存在以下缺点：（1）价格比较昂贵；（2）导热橡胶复合材料需要填充的纤维状填料量多，影响橡胶材料的力学性能；（3）影响其工业化的前景。

目前，还没有一种理想的方法可以有效解决纤维状填料在制备橡胶复合材料时存在的上述缺点。

发明内容

本发明是为了解决现有技术无法通过利用纤维状导热填料来制备具有导热性能和力学性能优良的天然橡胶复合材料的问题而提供了一种新型导热天然橡胶复合材料的制备方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种新型导热天然橡胶复合材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）纤维状导热填料的制备：

将导热系数高的粉状和纤维状导热粒子和热塑性塑料混合后加入到双螺杆挤出机中造粒，制得母料，其中所述的导热粒子的质量份数占母料总质量的20～70%，然后将母料在装有纺丝机头的小型双螺杆挤出机里纺丝制得纤维状导热填料；

（2）导热天然橡胶复合材料的制备：

先将天然橡胶加入密炼机塑炼，然后依次加入硬脂酸、氧化锌、防老剂、炭黑、纤维状导热填料，混炼均匀后取出，在开放式炼胶机上加入促进剂、硫化剂，其中天然橡胶、炭黑、纤维状导热填料的质量比为100：20～80：10～40，然后进行混炼，混炼均匀后下片，得到混炼胶，将混炼胶在室温下放置24小时，然后硫化成型，即得成品。

进一步地，所述的导热粒子为C、SiC、BN、AlN、MgO、ZnO、Al₂O₃。

所述的SiC为绿色SiC。

所述的Al₂O₃的粒度为0.5μm。

所述的热塑性塑料为PE、PP、PVC、PC。

所述的天然橡胶为烟片胶。

所述的炭黑为牌号为N330的中超耐磨炭黑。

将依据本发明方法制得的导热天然橡胶复合材料进行性能测试：拉伸性能按照GB/T 528-92测定；导热系数按照稳态平板法测定，实验设备包括SEI-3型准稳态法热物性测定仪、计算机和实验控制软件。

本发明利用纤维状导热填料可以在橡胶基体中形成较好的导热网链来提高橡胶复合材料的导热性能，同时该纤维状导热填料与橡胶基体具有较好的相容性来提高天然橡胶复合材料的力学性能。因此，本发明的橡胶复合材料具有导热性能和综合力学性能优异的特点。此外制备纤维状导热填料的原料价格都比较低廉，因此，本发明的导热橡胶复合材料价格便宜，成型加工性能好。因此，本发明的导热橡胶复合材料可望在散热元件（如散热翅片之间的散热部件）和动态生热较大的元器件（如经常在动态情况下使用的负重轮，减震器等）中获得广泛应用。

具体实施方式

实施例1

一种新型导热天然橡胶复合材料的制备方法，包括以下步骤：

（1） PVC/ Al₂O₃导热纤维的制备：

称取100克粒度为0.5μm的Al₂O₃和100克PVC高速混合后，加入到双螺杆挤出机中，设定好各区的温度，造粒，得到Al₂O₃含量为50%的母料，然后将母料加入到小型的双螺杆挤出机中，设定好各区的温度，纺丝制得导热填料；

   各区温度设定如表1所示，

表1