[发明专利]一种石墨/氧化铝/聚丙烯复合物及其制备方法

说明书

本发明公开了一种石墨/氧化铝/聚丙烯复合物及其制备方法，所述石墨/氧化铝/聚丙烯复合物包括以下重量百分比的组分：改性石墨10‑50％，改性氧化铝10‑30％，聚丙烯30‑70％。其制备方法包括以下步骤：1)对石墨进行表面处理，得到改性石墨；2)对氧化铝进行表面处理，得到改性氧化铝；3)将步骤1)得到的改性石墨、步骤2)得到的改性氧化铝、聚丙烯和液体石蜡进行同向非对称性挤压和混合，挤出造粒，得到石墨/氧化铝/聚丙烯复合物。本发明的石墨/氧化铝/聚丙烯复合物拥有优异的力学性能、热性能和导热性能，有望应用于照明灯罩、LED散热器、家电外壳中。

技术领域

本发明属于导热高分子材料领域，具体涉及一种石墨/氧化铝/聚丙烯复合物及其制备方法。

背景技术

随着工业生产和科学技术的发展，传统的导热材料，如金属、陶瓷等虽具有良好的导热性能，但是由于材料本身存在的缺陷或成本等因素，不能满足应用要求。对于热传导领域使用的材料，除了要求其具有良好的热传导性能，对材料的力学性能、电性能、热稳定性甚至加工性能都有一定要求。高分子材料拥有良好的综合性能，具有易改性、可塑性强和良好的加工性能等优点，应用领域广阔。然而，高分子材料通常是热的不良导体，在室温下的热导率较小，难以满足应用要求。

聚丙烯具有质轻、易加工、耐腐蚀、力学均衡性好、价格低廉等优点，因此使用范围广。但聚丙烯导热性能差，其热导率只有0.21W/(m·K)，在散热器件、电子电器等领域的应用受到严重制约。采用单一的填料填充，对于改善高分子材料的导热性能效果有限。而使用不同粒径、不同形状甚至不同种类的多元填料混杂填充，可以使其形成更大的堆砌度，产生更多的导热通路。多元填料填充的高分子材料，不同导热填料之间产生互补效果与协同效应，导热性能、力学性能等均优于单一填料填充的导热高分子材料。

影响导热高分子材料导热性能的因素有很多，除了基体和填料本身的热导率外，还受到填料的形状、大小、添加量以及偶联剂等助剂的种类和添加量的影响。从微观的角度来看，填料的分散性、取向及界面相容性等因素对材料导热性能的影响很大，其中通过调整加工工艺及方法能较大的改善填料分布等微观特征，从而改善导热高分子材料的性能。然而传统同向双螺杆挤出机的两根螺杆结构完全相同，缺少流体加工空间几何形状的转换，所以传统同向双螺杆无法对物料进行挤压和混合，从而使导热高分子材料在流道时缺少压缩、挤压的作用，对物料进行加工时需要消耗大量能量，剪切过程中界面再取向作用减弱，混合效果有限。

因此，有必要研究一种力学性能、热性能、导热性能等更加优异的填充型导热高分子材料及其制备方法。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种石墨/氧化铝/聚丙烯复合物，通过在聚丙烯中填充改性石墨和改性氧化铝，使其拥有优异的力学性能、热性能和导热性能，有望应用于照明灯罩、LED散热器、家电外壳中。

本发明还提供了所述的石墨/氧化铝/聚丙烯复合物的制备方法，采用同向非对称双螺杆挤出机进行同向非对称性挤压和混合，制备力学性能、热性能、导热性能等更加优异的填充型石墨/氧化铝/聚丙烯复合物导热高分子材料，所述制备方法简单高效，易于实现工业化。

本发明采用的技术方案是：

一种石墨/氧化铝/聚丙烯复合物，包括以下重量百分比的组分：改性石墨10-50％，改性氧化铝10-30％，聚丙烯30-70％。

优选的，改性石墨的粒径为10-20μm，改性氧化铝的粒径为1-5μm。更优选的，改性石墨的粒径为15μm，改性氧化铝的粒径为3μm。