專利名稱：高強度高導熱性鋁塑復合管材的制作方法
技術領域：
本發明屬于復合材料領域，具體涉及一種高強度鋁塑復合導熱塑料。
背景技術：
金屬管材具有優良的力學性能和導熱性能，在散熱器、熱交換器等領域獲得了廣泛的應用。但是，金屬管材具有容易腐蝕，連接工藝比較復雜、容易出現泄漏等問題，因此限制了金屬在散熱器、熱交換器等領域的應用。
導熱塑料管材由聚合物、導熱填料以及各種助劑經混合、造粒、擠出成型而成。不僅具有高的導熱系數，能滿足或基本滿足散熱器、熱交換器等產品使用要求，而且成本低，加工方便的優點，而且可以通過焊接的方式連接，比較簡便，宜于推廣。但是，目前的導熱塑料導熱性較低，熱傳導系數一般小于I. Ow/m. °C。由于導熱系數與導熱填料的含量基本呈正比關系，隨著導熱填料含量的增加而增加。因此，如果需要提高導熱塑料的導熱系數，則需要很高的導熱填料，在導熱塑料內部產生較多缺陷，所以導熱塑料的力學性能會受到極大的影響，表現為拉伸強度降低，韌性變差，斷裂伸長率降低尤為顯著。所以簡單地通過增加導熱填料的比例來提高熱傳導系數的方法是不具有可行性的。另一方面，鋁塑復合管是由以聚乙烯(PE)、交聯聚乙烯(PEX)或者PP-R為內外層，中間芯層為一層焊接鋁管，并在鋁管的內外表面涂覆膠粘劑與塑料層粘接，通過一次成型或兩次成型復合工藝成型的管材。鋁塑復合管結合了塑料和金屬的長處，具有機械性能好、熱膨脹系數低、耐蠕變、耐熱、耐壓性能好；特別是采用交聯聚乙烯的鋁塑復合管，耐溫較高，可以長期在95°C溫度下使用等。但是，目前的鋁塑復合管均采用純度比較高的聚乙烯或者PPR為其塑料組成，具有導熱系數低的特點，無法滿足導熱管材的要求。中國專利(201010001190.0)報道了用一種利用金屬鋁制備散熱器片外殼，再用注塑機在其腔內注入專用導熱塑料合金形成全塑內壁，最后使用塑料熱熔的方式連接成組的塑鋁復合散熱器。但是這種方法不能以連續的方式生產管狀散熱器或者熱交換器。

發明內容
本發明的目的是為了克服上述現有技術存在的缺陷，提供一種高強度高導熱性鋁塑復合管材，可以滿足高性能散熱器、熱交換器等產品的要求。本發明的目的是通過以下技術方案來實現的一種高強度高導熱性鋁塑復合管材，它是由導熱塑料內層、鋁材芯層、導熱塑料外層依次復合而成，其中，導熱塑料內層的厚度為0. 1-1毫米，鋁材芯層的厚度為0. 1-0. 5毫米；導熱塑料外層的厚度為0. 1-1毫米；
進一步地，所述導熱塑料內層和導熱塑料外層均由導熱塑料擠壓形成，所述導熱塑料是由聚合物、導熱填料、增韌劑、增容劑、偶聯劑和潤滑劑按照100 =50-300 1-10 1-100 1-5 ；1-10的重量配比混合、造粒而成。進一步地，所述聚合物由聚乙烯、硅烷接枝聚乙烯、均聚聚丙烯、無規共聚丙烯(PP-R)、嵌段共聚丙烯(PP-B)中的一種或者一種以上混合組成。
進一步地，所述增韌劑為乙烯-辛烯共聚物或乙烯-醋酸乙烯酯共聚物。 進一步地，所述增容劑為馬來酸酐接枝聚乙烯或馬來酸酐接枝聚丙烯。進一步地，所述導熱填料由鱗片石墨、膨脹石墨、膠體石墨、三氧化二鋁、氮化鋁、銅、鋁、不銹鋼纖維或者粉末中的一種或者一種以上混合組成。進一步地，所述偶聯劑由鈦酸酯偶聯劑或者鋁酸酯偶聯劑中的一種或者一種以上混合組成。 進一步地，所述潤滑劑由白油、聚乙烯蠟、硬脂酸鈣中的一種或者一種以上混合組成。本發明的有益效果是，本發明的鋁塑復合管材具有強度高、熱傳導系數高的特點。爆破強度能夠大于6MPa，熱傳導系數大于I. 5ff/m °C，而純導熱塑料管材的爆破強度只有4-5MPa，熱傳導系數約為0. 4-1. Off/m -0Co本發明得到的鋁塑復合管材非常適合散熱器、熱交換器的制備。


圖I是本發明高強度高導熱性鋁塑復合管材的一種結構示意 圖2是本發明高強度高導熱性鋁塑復合管材的另一種結構示意 圖中，導熱塑料內層I、鋁材芯層2、導熱塑料外層3。
具體實施例方式本發明高強度高導熱性鋁塑復合管材是由導熱塑料內層I、鋁材芯層2、導熱塑料外層3通過三層復合而成，導熱塑料內層的厚度為0. 1-1毫米，鋁材芯層2的厚度為
0.1-0. 5毫米；導熱塑料外層3的厚度為0. 1-1毫米；
本發明中，高強度高導熱性鋁塑復合管材通過以下方法制備得到用擠出機擠出導熱塑料內層1，然后將無孔或者打孔的鋁帶開卷并纏繞在導熱塑料內層I的表面，并將鋁帶焊接成整體，形成鋁材芯層2，最后將塑料擠出并包覆在鋁材芯層2表面，形成導熱塑料外層3。本發明中，導熱塑料內層I和導熱塑料外層3均由導熱塑料經擠出機擠壓形成，所說的導熱塑料是由聚合物、導熱填料、增韌劑、增容劑、偶聯劑和潤滑劑按照100 :50-300
1-10 :1-100 :1-5 ；1-10的重量配比混合、造粒而成。其中，聚合物由聚乙烯、硅烷接枝聚乙烯、均聚聚丙烯、無規共聚丙烯(PP-R)、嵌段共聚丙烯(PP-B)中的一種或者一種以上混合組成；增韌劑為乙烯-辛烯共聚物或乙烯-醋酸乙烯酯共聚物；增容劑為馬來酸酐接枝聚乙烯或馬來酸酐接枝聚丙烯；導熱填料由鱗片石墨、膨脹石墨、膠體石墨、三氧化二鋁、氮化鋁、銅、鋁、不銹鋼纖維或者粉末中的一種或者一種以上混合組成；偶聯劑是鈦酸酯偶聯劑或者鋁酸酯偶聯劑中的一種或者一種以上混合組成；潤滑劑是白油、聚乙烯蠟、硬脂酸鈣中的一種或者一種以上混合組成。下面根據實施例詳細描述本發明，本發明的目的和效果將變得更加明顯。實施例I
按重量計，將聚乙烯95份，聚乙烯接枝馬來酸酐5份，，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物I份，導熱填料鱗片石墨200份，鈦酸酯偶聯劑5份，聚乙烯蠟10份用高速混合機混合，然后用雙螺桿擠出機擠出造粒；
用擠出機擠出內層導熱塑料層，然后將鋁塑復合管用鋁帶開卷并纏繞在內層塑料表面，并將鋁帶焊接成整體，最后將外層塑料擠出并包覆在鋁材層表面；
內層導熱塑料的厚度為0. I毫米，鋁材層為0. I毫米；外層導熱塑料為0. 6毫米； 該鋁塑復合管的爆破強度為6. IMPa，熱傳導系數為2. 5ff/m °C。實施例2
按重量計，將聚乙烯100份，聚乙烯接枝馬來酸酐10份，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物10份，導熱填料鱗片石墨100份，鋁酸酯偶聯劑5份，聚乙烯蠟10份用高速混合機混合，然后用雙螺桿擠出機擠出造粒； 用擠出機擠出內層導熱塑料層，然后將打孔的鋁塑復合管用鋁帶開卷并纏繞在內層塑料表面，并將鋁帶焊接成整體，最后將外層塑料擠出并包覆在鋁材層表面；
內層導熱塑料的厚度為0. 2毫米，鋁材層為0. 2毫米；外層導熱塑料為0. 5毫米； 該鋁塑復合管的爆破強度為7. 2 MPa，熱傳導系數為I. 92 ff/m °C。實施例3
按重量計，將均聚聚丙烯(擠出級)100份，乙烯-辛烯共聚物5份，馬來酸酐接枝聚丙烯30份，導熱填料膨脹石墨50份，鈦酸酯偶聯劑2份用高速混合機混合，然后用雙螺桿擠出機擠出造粒；
用擠出機擠出內層導熱塑料層，然后將鋁塑復合管用鋁帶開卷并纏繞在內層塑料表面，并將鋁帶焊接成整體，最后將外層塑料擠出并包覆在鋁材層表面；
內層導熱塑料的厚度為0. I毫米，鋁材層為0. 2毫米；外層導熱塑料為0. 5毫米； 該鋁塑復合管的爆破強度為6. I MPa，熱傳導系數為I. 52 ff/m °C。實施例4
按重量計，將硅烷接枝聚乙烯100份，乙烯-辛烯共聚物10份，馬來酸酐接枝聚乙烯100份，導熱填料膨脹石墨200份，鈦酸酯偶聯劑5份，白油10份用高速混合機混合，然后用雙螺桿擠出機擠出造粒；
用擠出機擠出內層導熱塑料層，然后將厚度為0. 25毫米打孔的鋁塑復合管用鋁帶開卷并纏繞在內層塑料表面，并將鋁帶焊接成整體，最后將外層塑料擠出并包覆在鋁材層表面；
內層導熱塑料的厚度為0. I毫米，外層導熱塑料為0. 25毫米；
該鋁塑復合管的爆破強度為7. 2 MPa，熱傳導系數為I. 90 ff/m °C。實施例5
按重量計，將100份PPR，乙烯-辛烯共聚物10份，馬來酸酐接枝聚乙烯100份，導熱填料膨脹石墨200份，鈦酸酯偶聯劑5份，白油10份用高速混合機混合，然后用雙螺桿擠出機擠出造粒；
用擠出機擠出內層導熱塑料層，然后將鋁塑復合管用鋁帶開卷并纏繞在內層塑料表面，并將鋁帶焊接成整體，最后將外層塑料擠出并包覆在鋁材層表面；
內層導熱塑料的厚度為0. I毫米，鋁材層為0. 25毫米；外層導熱塑料為0. 25毫米； 該鋁塑復合管的爆破強度為7. 2 MPa，熱傳導系數為I. 80 ff/m °C。實施例6按重量計，將100份PP-R，10份乙烯-辛烯共聚物，100份馬來酸酐接枝聚乙烯，100份膠體石墨，100份鱗片石墨和100份三氧化二鋁，5份鈦酸酯偶聯劑以及10份白油用高速混合機混合，然后用雙螺桿擠出機擠出造粒； 用擠出機擠出內層導熱塑料層，然后將鋁塑復合管用鋁帶開卷并纏繞在內層塑料表面，并將鋁帶焊接成整體，最后將外層塑料擠出并包覆在鋁材層表面；
內層導熱塑料的厚度為0. 2毫米，鋁材層為0. 25毫米；外層導熱塑料為0. 25毫米； 該鋁塑復合管的爆破強度為7. 2 MPa，熱傳導系數為I. 98 ff/m °C。實施例7
按重量計，將100份PP-B，10份乙烯-辛烯共聚物，100份馬來酸酐接枝聚乙烯，200份三氧化二鋁，5份鈦酸酯偶聯劑以及10份白油用高速混合機混合，然后用雙螺桿擠出機擠出造粒；
用擠出機擠出內層導熱塑料層，然后將鋁塑復合管用鋁帶開卷并纏繞在內層塑料表面，并將鋁帶焊接成整體，最后將外層塑料擠出并包覆在鋁材層表面；
內層導熱塑料的厚度為0. I毫米，鋁材層為0. 5毫米；外層導熱塑料為0. 2毫米； 該鋁塑復合管的爆破強度為10. 2 MPa，熱傳導系數為2. 80 ff/m °C。實施例8
按重量計，將PPR100份，乙烯-辛烯共聚物10份，馬來酸酐接枝聚乙烯100份，氮化鋁200份，膨脹石墨100份，鈦酸酯偶聯劑5份，白油10份用高速混合機混合，然后用雙螺桿擠出機擠出造粒；
用擠出機擠出內層導熱塑料層，然后將鋁塑復合管用鋁帶開卷并纏繞在內層塑料表面，并將鋁帶焊接成整體，最后將外層塑料擠出并包覆在鋁材層表面；
內層導熱塑料的厚度為0. I毫米，鋁材層為0. 2毫米；外層導熱塑料為0. 5毫米； 該鋁塑復合管的爆破強度為9. 2 MPa，熱傳導系數為I. 64 ff/m °C。實施例9
按重量計，將PPR100份，乙烯-辛烯共聚物10份，馬來酸酐接枝聚乙烯100份，銅粉300份，鈦酸酯偶聯劑5份，白油10份用高速混合機混合，然后用雙螺桿擠出機擠出造粒；用擠出機擠出內層導熱塑料層，然后將鋁塑復合管用鋁帶開卷并纏繞在內層塑料表面，并將鋁帶焊接成整體，最后將外層塑料擠出并包覆在鋁材層表面；
內層導熱塑料的厚度為0. I毫米，鋁材層為0. 25毫米；外層導熱塑料為I毫米； 該鋁塑復合管的爆破強度為6. 2 MPa，熱傳導系數為2. 20 ff/m °C。實施例10
按重量計，將PPR100份，乙烯-辛烯共聚物10份，馬來酸酐接枝聚乙烯100份，鋁粉200份，鈦酸酯偶聯劑5份，白油10份用高速混合機混合，然后用雙螺桿擠出機擠出造粒；用擠出機擠出內層導熱塑料層，然后將鋁塑復合管用鋁帶開卷并纏繞在內層塑料表面，并將鋁帶焊接成整體，最后將外層塑料擠出并包覆在鋁材層表面；
內層導熱塑料的厚度為I毫米，鋁材層為0. 2毫米；外層導熱塑料為I毫米；
該鋁塑復合管的爆破強度為6. 9 MPa，熱傳導系數為I. 5 ff/m °C。實施例11
按重量計，將PPR100份，乙烯-辛烯共聚物10份，馬來酸酐接枝聚乙烯100份，不銹鋼纖維100份，鈦酸酯偶聯劑5份，白油10份用高速混合機混合，然后用雙螺桿擠出機擠出造粒;
用擠出機擠出內層導熱塑料層，然后將鋁塑復合管用鋁帶開卷并纏繞在內層塑料表面，并將鋁帶焊接成整體，最后將外層塑料擠出并包覆在鋁材層表面；
內層導熱塑料的厚度為0. 5毫米，鋁材層為0. 2毫米；外層導熱塑料為0. 2毫米； 該鋁塑復合管的爆破強度為8. 2 MPa，熱傳導系數為I. 52 ff/m °C。實施例12
按重量計,將PPR100份，乙烯-辛烯共聚物10份,馬來酸酐接枝聚乙烯100份,鱗片石墨150份，鈦酸酯偶聯劑5份，白油5份用高速混合機混合，然后用雙螺桿擠出機擠出造粒；用擠出機擠出內層導熱塑料層，然后將鋁塑復合管用鋁帶開卷并纏繞在內層塑料表面，并將鋁帶焊接成整體，最后將外層塑料擠出并包覆在鋁材層表面；
內層導熱塑料的厚度為0. I毫米，鋁材層為0. 20毫米；外層導熱塑料為0. 5毫米； 該鋁塑復合管的爆破強度為7. 0 MPa，熱傳導系數為I. 63 ff/m °C。實施例13
按重量計，將PPR100份，乙烯-辛烯共聚物10份，馬來酸酐接枝聚乙烯100份，不銹鋼粉300份，鈦酸酯偶聯劑5份，白油10份用高速混合機混合，然后用雙螺桿擠出機擠出造粒;
用擠出機擠出內層導熱塑料層，然后將鋁塑復合管用鋁帶開卷并纏繞在內層塑料表面，并將鋁帶焊接成整體，最后將外層塑料擠出并包覆在鋁材層表面；
內層導熱塑料的厚度為0. I毫米，鋁材層為0. 20毫米；外層導熱塑料為0. 5毫米； 該鋁塑復合管的爆破強度為6. 2 MPa，熱傳導系數為I. 51 ff/m °C。實施例14
按重量計，將PPR100份，乙烯-辛烯共聚物10份，馬來酸酐接枝聚乙烯100份，不銹鋼纖維200份，鈦酸酯偶聯劑5份，硬脂酸鈣10份用高速混合機混合，然后用雙螺桿擠出機擠出造粒；
用擠出機擠出內層導熱塑料層，然后將鋁塑復合管用鋁帶開卷并纏繞在內層塑料表面，并將鋁帶焊接成整體，最后將外層塑料擠出并包覆在鋁材層表面；
內層導熱塑料的厚度為0. I毫米，鋁材層為0. 5毫米；外層導熱塑料為0. 2毫米； 該鋁塑復合管的爆破強度為8. 3 MPa，熱傳導系數為2. 28 ff/m °C。
上述實施例用來解釋說明本發明，而不是對本發明進行限制，在本發明的精神和權利要求的保護范圍內，對本發明作出的任何修改和改變，都落入本發明的保護范圍。
權利要求
1.一種高強度高導熱性鋁塑復合管材，其特征在于，它是由導熱塑料內層I、鋁材芯層 2、導熱塑料外層3里到外依次復合而成，其中，導熱塑料內層I的厚度為0. 1-1毫米，鋁材 芯層的2厚度為0. 1-0. 5毫米；導熱塑料外層3的厚度為0. 1-1毫米。
2.根據權利要求I所述高強度高導熱性鋁塑復合管材，其特征在于，所述導熱塑料內 層I和導熱塑料外層3均由導熱塑料擠壓形成，所述導熱塑料是由聚合物、導熱填料、增韌 齊U、增容劑、偶聯劑和潤滑劑按照100 =50-300 :1-10 :1-100 :1-5 ；1-10的重量配比混合、造 粒而成。
3.根據權利要求I所述高強度高導熱性鋁塑復合管材，其特征在于，所述聚合物由聚 こ烯、硅烷接枝聚こ烯、均聚聚丙烯、無規共聚丙烯(PP-R)、嵌段共聚丙烯(PP-B)中的ー種 或者ー種以上混合組成。
4.根據權利要求I所述高強度高導熱性鋁塑復合管材，其特征在于，所述增韌劑為こ 烯-辛烯共聚物或こ烯-醋酸こ烯酯共聚物。
5.根據權利要求I所述高強度高導熱性鋁塑復合管材，其特征在于，所述增容劑為馬 來酸酐接枝聚こ烯或馬來酸酐接枝聚丙烯。
6.根據權利要求I所述高強度高導熱性鋁塑復合管材，其特征在于，所述導熱填料由 鱗片石墨、膨脹石墨、膠體石墨、三氧化ニ鋁、氮化鋁、銅、鋁、不銹鋼纖維或者粉末中的ー種 或者ー種以上混合組成。
7.根據權利要求I所述高強度高導熱性鋁塑復合管材，其特征在于，所述偶聯劑由鈦 酸酯偶聯劑或者鋁酸酯偶聯劑中的ー種或者ー種以上混合組成。
8.根據權利要求I所述高強度高導熱性鋁塑復合管材，其特征在于，所述潤滑劑由白 油、聚こ烯蠟、硬脂酸鈣中的ー種或者ー種以上混合組成。
全文摘要
本發明公開了一種高強度高導熱性鋁塑復合管材，它是由導熱塑料內層、鋁材芯層、導熱塑料外層依次復合而成，其中，導熱塑料內層的厚度為0.1-1毫米，鋁材芯層的厚度為0.1-0.5毫米；導熱塑料外層的厚度為0.1-1毫米；本發明的鋁塑復合管材具有強度高、熱傳導系數高的特點；爆破強度能夠大于6MPa，熱傳導系數大于1.5W/m·oC，而純導熱塑料管材的爆破強度只有4-5MPa，熱傳導系數約為0.4-1.0W/m·oC；本發明得到的鋁塑復合管材非常適合散熱器、熱交換器的制備。
文檔編號C08L51/06GK102650354SQ20121014725
公開日2012年8月29日 申請日期2012年5月14日 優先權日2012年5月14日
發明者杜淼, 陳建偉 申請人:陳建偉