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一種塑料制品及其制備方法和可散熱的殼體與流程

文檔序號:11831459閱讀:592來源:國知局

本發明涉及散熱技術領域,尤其涉及一種塑料制品及其制備方法和可散熱的殼體。



背景技術:

隨著科學技術的迅猛發展,集成電路的密集化及微型化程度越來越高,電子元件變得更小且以更高的速度運行,使其對散熱的要求越來越高。為了將熱量從熱源盡快散發出去,目前電子元件均采用導熱系數較高的材料制成,以提高散熱效率,例如金屬鋁,然而,由于金屬鋁重量較大、設計自由度較低,生產效率低,加工成本高,而塑料制品具有設計自由度高、易成型加工、質量輕、成本低而導熱性能差的特點,因此,提高塑料制品的導熱性能并將塑料制品應用于電子元件成為人們研究的熱點。

在現有技術中,一般通過兩種方法來提高所述塑料制品的導熱性能,一種為:開發或合成本身具有較高傳熱/導熱性能的樹脂基體,例如聚乙炔、聚苯胺、聚吡咯等,但這些材料僅價格昂貴而且性能不穩定,不適合產業化應用;另一種為:在樹脂基體中直接引入具有傳熱或導熱性能的填料粉,例如,氧化鋁、氧化鉍、氧化鈹、鋁粉、金粉、碳化硅、玻璃微珠、炭纖和陶瓷等,這些材料雖然能夠提高塑料制品的導熱性能,但是熱量聚集并不容易散出,散熱性能仍不理想,限制了塑料制品的應用。



技術實現要素:

本發明實施例提供了一種塑料制品及其制備方法和可散熱的殼體,能夠提高塑料制品的散熱性能和機械性能。

第一方面,本發明實施例提供了一種塑料制品,所述塑料制品包括塑料原料和散熱組分,所述散熱組分包括:納米碳化硅和納米氮化鈦,其中,所述納米碳化硅和納米氮化鈦的粒徑在10nm-900nm之間。

優選的,所述納米碳化硅和納米氮化鈦的粒徑在10nm-600nm之間。

可選的,所述納米氮化鈦在所述散熱組分中的質量分數為15-40%。

優選的,所述塑料原料為100-300份,所述散熱組分為10-30份。

可選的,所述散熱組分均勻填充于所述塑料原料中,并被所述塑料原料包裹固定。

優選的,所述塑料制品還包括添加劑,所述添加劑選自無鹵阻燃劑、分散劑、潤滑劑和抗氧化劑中的一種或幾種。

進一步地,所述添加劑包括10-15份的無鹵阻燃劑、2-4份的分散劑、2-3份的潤滑劑和1-2份的抗氧化劑。

第二方面,本發明實施例提供了一種如上所述的塑料制品的制備方法,包括:

步驟1)將散熱組分和塑料原料在熔融狀態下混合,并攪拌均勻獲得混合物;所述散熱組分包括:納米碳化硅和納米氮化鈦,其中,所述納米碳化硅和納米氮化鈦的粒徑在10nm-900nm之間;

步驟2)將所述混合物加工成型獲得塑料制品。

優選的,所述步驟1)之前還包括:對所述散熱組分進行預處理;

具體為,將散熱組分均勻分散在有機溶劑中,揮發除去有機溶劑,獲得預處理后的散熱組分。

可選的,所述將散熱組分均勻分散在有機溶劑中之前還包括:將偶聯劑溶解于所述有機溶劑中。

優選的,所述步驟1)之前還包括:將所述塑料原料在105-120℃烘烤100-120min,除去水分。

可選的,所述將散熱組分和塑料原料在熔融狀態下混合之后還包括:向混合體系中添加添加劑,所述添加劑選自無鹵阻燃劑、分散劑、潤滑劑和抗氧化劑中的一種或幾種。

第三方面,本發明實施例提供了一種可散熱的殼體,由如上所述的塑料制品制成。

本發明實施例提供了一種塑料制品及其制備方法和可散熱的殼體,該塑料制品中含有散熱組分,所述散熱組分包括納米碳化硅和納米氮化鈦,碳化硅具有導熱系數高、絕緣性強、機械強度高、不易老化、能產生較高的遠紅外光譜的特點,氮化鈦具有高熔點、高硬度、高溫化學穩定性及優良的導熱、導電性能,所述碳化硅和所述氮化鈦在低溫下能夠將熱量轉化為8-15微米的紅外線輻射出去,從而能夠提高散熱效果,將所述散熱組分添加入所述塑料原料中,使得所獲得的塑料制品表面的法向發射率能夠達到0.9以上,法向發射率越高,其單位面積上輻射的熱量就越多,散熱效果越好。克服了現有技術中雖然導熱效率較高,但是散熱效果依然較低的缺陷。

附圖說明

圖1為本發明實施例提供的一種塑料制品的制備方法的流程示意圖。

具體實施方式

現將詳細地提供本發明實施方式的參考,其一個或多個實例描述于下文。提供每一實例作為解釋而非限制本發明。實際上,對本領域技術人員而言,顯而易見的是,可以對本發明進行多種修改和變化而不背離本發明的范圍或精神。例如,作為一個實施方式的部分而說明或描述的特征可以用于另一實施方式中,來產生更進一步的實施方式。因此,基于本發明中的實施例,本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例,都屬于本發明保護的范圍。

本發明實施例所涉及的材料均可以通過商業途徑或通過申請人獲取。

第一方面,本發明實施例提供了一種塑料制品,所述塑料制品包括塑料原料和散熱組分,所述散熱組分包括:納米碳化硅和納米氮化鈦,其中,所述納米碳化硅和納米氮化鈦的粒徑在10nm-900nm之間。

需要說明的是,對于規則的球形納米碳化硅和納米氮化鈦顆粒,其粒徑即指其直徑;對于不規則的顆粒,粒徑的可以參考現有技術中關于粒徑的定義,示例的其定義方法可以有以下三種:投影徑、幾何當量徑或者物理當量徑。其中,投影徑:指顆粒在顯微鏡下所觀察到的粒徑;幾何當量徑:取與顆粒的某一幾何量相等時的球形顆粒的直徑;物理當量徑:取與顆粒的某一物理量相等時的球形顆粒的直徑。本發明實施例不對粒徑的定義進行限定,其可以是直徑,也可以是投影徑、幾何當量徑或者物理當量徑中的任意一種。

本發明實施例提供了一種塑料制品,該所述塑料制品中含有散熱組分,所述散熱組分包括納米碳化硅和納米氮化鈦,碳化硅具有導熱系數高、絕緣性強、機械強度高、不易老化、能產生較高的遠紅外光譜的特點,氮化鈦具有高熔點、高硬度、高溫化學穩定性及優良的導熱、導電性能,所述碳化硅和所述氮化鈦在低溫下能夠將熱量轉化為8-15微米的紅外線輻射出去,從而能夠提高散熱效果,將所述散熱組分添加入所述塑料原料中,使得所獲得的塑料制品表面的法向發射率能夠達到0.9以上,法向發射率越高,其單位面積上輻射的熱量就越多,散熱效果越好。克服了現有技術中雖然導熱效率較高,但是散熱效果依然較低的缺陷。

進一步地,本發明實施例提供的散熱組分均為納米級,比表面積較大,因此,填充有該散熱組分的塑料制品可以吸收空氣中的少量水分,在表面可形成數量極大的納米級“水分蒸發器”,通過水分的蒸發散去一部分熱量,從而進一步增強塑料制品的散熱效果。

本發明的一實施例中,所述塑料原料為100-300份,所述散熱組分為1-30份。其中,份表示一個單位,1份可以為1kg,也可以為1g,在這里僅表示兩種物質之間的比例關系,在本發明實施例中,所述塑料原料與所述散熱組分以此份數進行混合所獲得的所述塑料制品的散熱性能和機械性能最佳,所述散熱組分過多對散熱性能和機械性能的提高貢獻不大。

其中,對所述納米碳化硅和納米氮化鈦的質量比不做限定。

本發明的一實施例中,所述納米氮化鈦在所述散熱組分中的質量分數為15-40%。這樣,散熱組分的散熱性能最佳,所述納米氮化鈦的質量分數過小或者過大,都會對組合物的散熱產生影響。

優選的,納米碳化硅和納米氮化鈦的粒徑在10nm-600nm之間。

在該粒徑范圍內,能夠增大比表面積,提高所述法向發射率,從而提高散熱效果,粒徑過小會提高加工難度。

進一步優選的,納米碳化硅和納米氮化鈦的粒徑在50nm-200nm之間。

一般來說,納米碳化硅和納米氮化鈦的粒徑越小,比表面積越大,其散熱性能越好,將二者添加到其他材料中時,形成的復合材料的機械性能也會更加優異。但是,粒徑越小,對制備條件的要求越苛刻,并且,當粒徑小到一定范圍時,粒徑的大小對性能的影響不再明顯,例如,對于粒徑為10nm的碳化硅和氮化鈦組成的散熱組分與粒徑為50nm的碳化硅和氮化鈦組成的散熱組分來說,二者的性能相差不大。因此,本發明實施例在綜合考慮制備條件和性能的情況下,認為納米碳化硅和納米氮化鈦的粒徑在50nm-200nm之間時,比表面積較大,散熱效果能夠達到最佳。

在上述提供的散熱組分中還可添加納米二氧化鈦,即優選的,上述散熱組分還包括納米二氧化鈦,納米二氧化鈦的粒徑在10nm-800nm之間。

將納米二氧化鈦加入散熱組分中,會大大增強散熱組分的性能。這是因為納米碳化硅和納米氮化鈦在將熱量以紅外線的形式輻射到周圍環境中的過程中,也會吸收周圍環境輻射到其表面的紅外線,由于加入了納米二氧化鈦,其特殊形貌可以反射一部分發射到其表面的紅外線;同時,納米二氧化鈦還可以反射一部分環境中的紫外線,從而減少外界輻射到其表面的電磁波,使得在相同的散熱面積上,所需散發的熱量減少,散熱效果大大增強。因此,將包括二氧化鈦的散熱組分作為無機填料填充于塑料原料中,可以使聚合物具有更加優異的散熱性能,而且,由于其表面接收的紫外線減少,會使其抗老化性能增強,延長使用壽命。

其中,本發明實施例優選銳態礦晶型的納米二氧化鈦。采用該晶型結構的納米二氧化鈦,具有優異的反射外界輻射的作用,能夠將外界傳導的熱量發射出去,進一步提高散熱效果。

需要說明的是,在上述散熱組分中添加的納米二氧化鈦的量不做限定。優選的,上述散熱組分中納米二氧化鈦的質量分數為5%-25%。在這一質量分數范圍內,該散熱組分的性能會更加優異,超過25%以后發射效果提高不明顯。

其中,對所述塑料原料不做限定。

本發明的一實施例中,所述塑料原料為熱塑性樹脂。所述熱塑性樹脂具有受熱軟化、冷卻硬化的性能,而且不起化學反應,無論加熱和冷卻重復進行多少次,均能保持這種性能。所述熱塑性樹脂加工成型方便,具有較高的機械性能。

本發明的又一實施例中,所述熱塑性樹脂選自聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚酰胺、聚甲醛、聚碳酸酯、聚苯醚、聚砜、聚氨酯纖維、橡膠中的一種或者幾種。

優選的,所述熱塑性樹脂為聚酰胺。聚酰胺俗稱尼龍,其機械強度高、韌性好,具有良好的力學性能。將其作為塑料制品用于可散熱的殼體時,不易發生折損,使用壽命較長。

進一步優選的,所述聚酰胺可以為聚己二酰己二胺、聚酰胺-6或者聚癸二酰己二胺。這幾種為最為常見的幾種聚酰胺材料,成本較低。

其中,對所述散熱組分與所述塑料原料的結合方式不做限定,所述散熱組分可以分散在所述塑料原料的表面,也可以填充于所述塑料原料中。

本發明的一實施例中,所述散熱組分均勻填充于所述塑料原料中,并被所述塑料原料包裹固定。

在本發明實施例中,所述散熱組分均勻分散于所述塑料原料中,由于該散熱組分均是無機剛性納米粒子,其粒子尺寸小、模量高,與塑料原料的界面結合力較強,從而能夠改善塑料制品的機械性能。

本發明的一實施例中,所述塑料制品還包括偶聯劑。偶聯劑是一類具有兩不同性質官能團的物質,其分子結構的最大特點是分子中含有化學性質不同的兩個基團,一個是親無機物的基團,易與無機物表面起化學反應;另一個是親有機物的基團,能與塑料原料中的合成樹脂或其它聚合物發生化學反應或生成氫鍵溶于其中。因此偶聯劑被稱作“分子橋”,用以改善無機物與有機物之間的界面作用,從而大大提高復合材料的性能,如物理性能(機械性能)、電性能、熱性能、光性能等。

若塑料制品中含有偶聯劑,所述偶聯劑能夠將散熱組分與所述塑料原料通過氫鍵或者化學鍵的形式連接起來,從而能夠進一步提高所述散熱組分與所述塑料原料的界面結合力,提高所述塑料制品的機械性能。所述偶聯劑可以加在所述散熱組分中,或加在塑料原料中,或兩者結合。

本發明的一實施例中,所述偶聯劑為0.5-5份。

本發明的又一實施例中,所述偶聯劑選自硅烷偶聯劑、鈦酸酯偶聯劑和鋁酸酯偶聯劑中的任一種或者幾種混合。

其中,硅烷偶聯劑可以是氨丙基三乙氧基硅烷、γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷,γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷,N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷中的任一種或多種混合。其中,氨丙基三乙氧基硅烷能大幅度提高增強塑料的干濕態抗彎強度、抗壓強度、剪切強度等物理力學性能和濕態電氣性能,并改善填料在聚合物中的潤濕性和分散性。γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷用于無機物填充的熱塑料性樹脂,改善用玻璃纖維粗紗增強的硬復合材料的強度性能。γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷用于改善有機材料和無機材料的粘接性能,N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷用來偶聯有機高聚物和無機物,使二者化學鍵合成為整體,以改善聚合體的各種物理機械性能、電氣性能、耐水性、耐老化性等。

鈦酸酯偶聯劑可以是異丙基三油酸酰氧基鈦酸酯、異丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)鈦酸酯、雙(二辛氧基焦磷酸酯基)乙撐鈦酸酯、雙(二辛氧基焦磷酸酯基)乙撐鈦酸酯和三乙醇胺的螯合物中的任一種或者幾種混合。這些鈦酸酯偶聯劑可以增加加工的流變量,提高機械性能。

鋁酸酯偶聯劑可以是二硬脂酰氧異丙氧基鋁酸酯。所述二硬脂酰氧異丙氧基鋁酸酯質量穩定,具有色淺、無毒、味小及對聚氨酯的協同熱穩定性和潤滑性,適用范圍廣,無須稀釋劑,使用方便,價格低廉。

本發明的又一實施例中,所述塑料制品還包括添加劑,所述添加劑選自無鹵阻燃劑、分散劑、潤滑劑和抗氧化劑中的一種或幾種。在本發明實施例中,通過添加添加劑,能夠增強塑料制品在制備過程中的性能和成品的性能,例如:當所述塑料制品還包括無鹵阻燃劑和分散劑時,能夠增強所述塑料制品的防火性能,并且能夠提高所述塑料制品中各個組分在制備過程中的分散效果,使得塑料制品組分分布更加均勻;再例如,當所述塑料制品還包括抗氧化劑時,能夠提高所述塑料制品的抗氧化性能。

本發明的又一實施例中,所述添加劑包括10-15份的無鹵阻燃劑、2-4份的分散劑、2-3份的潤滑劑和1-2份的抗氧化劑。

其中對所述無鹵阻燃劑、分散劑、潤滑劑和抗氧化劑均不做限定。可以根據所述塑料原料在加工過程中的性質進行確定。

優選的,無鹵阻燃劑可以為無鹵聚磷氮化合物,所述分散劑可以為硅油,所述潤滑劑可以為硅酮粉,所述抗氧化劑可以選自N,N-1,6-亞已基-雙[3-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)]丙酰胺和亞磷酸三(2,4-二叔丁基苯)酯中的一種或兩種。其中,無鹵聚磷氮化合物具有環保、高效和成本低的特點;所述硅油作為分散劑具有溫粘系數小、耐高低溫、抗氧化、閃點高、揮發性小、絕緣性好、表面張力小、無毒;硅酮粉具有高效潤滑作用,彌補了硅油作為潤滑劑容易析出的缺陷;N,N-1,6-亞已基-雙[3-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)]丙酰胺和亞磷酸三(2,4-二叔丁基苯)酯均具有防止塑料老化,提高塑料的柔韌性、機械性能的作用。

進一步優選的,所述抗氧化劑包括0.5-1份的N,N-1,6-亞已基-雙[3-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酰胺和0.5-1份的亞磷酸三(2,4-二叔丁基苯)酯。

第二方面,本發明實施例提供了一種如上所述的塑料制品的制備方法,包括:

步驟1)將散熱組分和塑料原料在熔融狀態下混合,并攪拌均勻獲得混合物;所述散熱組分包括:納米碳化硅和納米氮化鈦,其中,所述納米碳化硅和納米氮化鈦的粒徑在10nm-900nm之間;

步驟2)將所述混合物加工成型獲得塑料制品。

本發明實施例提供了一種塑料制品的制備方法,通過將散熱組分與塑料原料在熔融狀態下混合,并攪拌均勻,能夠將所述散熱組分分散在所述塑料原料中,通過加工成型,能夠獲得含有該散熱組分的塑料制品,所述散熱組分包括納米碳化硅和納米氮化鈦,碳化硅具有導熱系數高、絕緣性強、機械強度高、不易老化、能產生較高的遠紅外光譜的特點,氮化鈦具有高熔點、高硬度、高溫化學穩定性及優良的導熱、導電性能,所述碳化硅和所述氮化鈦能夠將熱量轉化為8-15微米波長的紅外線輻射出去,從而能夠提高散熱效果,將所述散熱組分添加入所述塑料制品中,使得所述塑料制品表面的法向發射率能夠達到0.9以上,法向發射率越高,其單位面積上輻射的熱量就越多,散熱效果越好。克服了現有技術中雖然導熱效率較高,但是散熱效果依然較低的缺陷。

本發明的一實施例中,所述步驟1)之前還包括:對所述散熱組分進行預處理;

具體為,將散熱組分均勻分散在有機溶劑中,揮發除去有機溶劑,獲得預處理后的散熱組分。

通過對所述散熱組分進行預處理,能夠提高所述散熱組分的分散度,在將所述散熱組分與所述塑料原料混合時,能夠提高所述散熱組分在所述塑料原料中的分散效果。

其中,所述散熱組分均勻分散所采用的手段不做限定,可以在攪拌下將其均勻分散于有機溶劑中,也可以通過超聲波震蕩的方式將其均勻分散于有機溶劑中。

需要說明的是,由于偶聯劑是一類具有兩不同性質官能團的物質,其分子結構的最大特點是分子中含有化學性質不同的兩個基團,一個是親無機物的基團,易與無機物表面起化學反應;另一個是親有機物的基團,能與合成樹脂或其它聚合物發生化學反應或生成氫鍵溶于其中。因此偶聯劑被稱作“分子橋”,用以改善無機物與有機物之間的界面作用,從而大大提高復合材料的性能,如物理性能(機械性能)、電性能、熱性能、光性能等。因此,在制備所述塑料制品時,將所述偶聯劑加入混合體系中,所述偶聯劑能夠將散熱組分與所述塑料原料通過氫鍵或者化學鍵的形式結合起來,從而能夠進一步提高所述散熱組分與所述塑料原料的界面結合力,提高所述塑料制品的機械性能。所述偶聯劑可以加在所述散熱組分中,或加在塑料原料中,或兩者結合。

其中,對所述有機溶劑的種類不做限定。

本發明的一實施例中,所述有機溶劑選自甲苯、二甲苯、乙苯、乙酸乙酯或者乙酸丁酯、丙二醇甲醚乙酸酯中的一種或幾種。所述散熱組分在所述有機溶劑中具有非常好的分散效果。

本發明的一實施例中,所述將散熱組分分散在有機溶劑中之前還包括:將偶聯劑溶解于所述有機溶劑中。

在本發明實施例中,通過將偶聯劑加入所述有機溶劑中,偶聯劑中親無機物的基團能夠與散熱組分中的無機納米粒子作用,使得所述偶聯劑附著在所述散熱組分上,改性后的散熱組分,所述改性后的散熱組分在與所述塑料原料混合時,所述偶聯劑中的親有機物的基團能夠與塑料原料發生化學反應或生成氫鍵,從而能夠提高所述散熱組分在所述塑料原料中的分散效果,提高所述散熱組分與所述塑料原料之間的界面應力,提高所述塑料制品的機械性能。

本發明的又一實施例中,所述步驟1)之前還包括:將所述塑料原料在105-120℃烘烤100-120min,除去水分。

通過對所述塑料原料進行烘烤,能夠在將所述散熱組分分散于所述塑料原料中時,減少水分干擾,提高界面結合力。

本發明的一實施例中,所述將散熱組分和塑料原料在熔融狀態下混合之后還包括:向混合體系中添加添加劑,所述添加劑選自無鹵阻燃劑、分散劑、潤滑劑和抗氧化劑中的一種或幾種。

在本發明實施例中,添加添加劑后,通過攪拌,能夠將所述添加劑均勻分散在所述混合體系中,能夠增強塑料制品在加工過程中的性能和成品的性能,例如:當所述塑料制品還包括無鹵阻燃劑和分散劑時,能夠增強所述塑料制品的防火性能,并且能夠提高所述塑料制品中各個組分在加工過程中的分散效果,使得塑料制品組分分布更加均勻;再例如,當所述塑料制品還包括抗氧化劑時,能夠提高所述塑料制品的抗氧化性能。

其中,對所述步驟2)中加工成型的工藝不做限定。加工方法可以包括壓塑(模壓成型)、擠塑(擠出成型)、注塑(注射成型)、吹塑(中空成型)或者壓延等。

第三方面,本發明實施例提供了一種可散熱的殼體,由如上所述的塑料制品制成。

本發明實施例提供了一種可散熱的殼體,該殼體由上述所述的塑料制品制成,該塑料制品中含有散熱組分,所述散熱組分包括納米碳化硅和納米氮化鈦,碳化硅具有導熱系數高、絕緣性強、機械強度高、不易老化、能產生較高的遠紅外光譜的特點,氮化鈦具有高熔點、高硬度、高溫化學穩定性及優良的導熱、導電性能,所述碳化硅和所述氮化鈦能夠將熱量轉化為8-15微米波長的紅外線輻射出去,從而能夠提高散熱效果,將所述散熱組分添加入所述塑料制品中,使得所述塑料制品表面的法向發射率能夠達到0.9以上,該殼體的法向發射率較高,散熱效果大大提高。克服了現有技術中雖然導熱效率較高,但是散熱效果依然較低的缺陷。

其中,所述可散熱的殼體可以為手機外殼、電腦外殼或其他需要散熱的電子元器件的外殼,尤其是激光投影設備的外殼,設備工作過程中產生熱量大,對散熱要求高,可以實現良好的散熱效果,有利于保護電子元器件,延長使用壽命。

以下,本發明實施例將通過實施例和對比例對本發明進行說明。這些實施例僅是為了具體說明本發明而提出的示例,本領域技術人員可以知道的是本發明的范圍不受這些實施例的限制。

比較例1

比較例1采用現有的塑料制品,所述塑料制品可以通過商業手段獲取。其中,所述塑料制品中的塑料原料為尼龍66。

實施例1

(1)將3g直徑為10nm的碳化硅,2g直徑為900nm的氮化鈦分散在95.5g乙酸乙酯中,攪拌分散均勻后,制備得到無機納米散熱組分的分散液,將所述分散液加熱到80℃蒸發干燥,揮發掉所述乙酸乙酯溶劑后得到無機納米散熱組分;

(2)將尼龍66在120℃烘烤120min備用;

(3)設定雙螺桿擠出設備的溫度為230℃,將上述處理后的無機納米散熱組分與(2)中所獲得的500g尼龍66置于所述雙螺桿技術設備中,呈熔融狀態后,加入硅油10g,無鹵聚磷氮化合物50g,抗氧劑10982.5g,抗氧劑1682.5g,混勻,然后將混合物經過抽粒機,冷卻,得到成品。

實施例2

(1)將2g鈦酸酯偶聯劑分散在1kg甲苯溶劑中形成偶聯劑溶液;然后分別將72g直徑為900nm的碳化硅,18g直徑為50nm的氮化鈦、30g直徑為10nm的銳鈦礦型納米二氧化鈦分散在所述偶聯劑溶液中,攪拌分散均勻后,制備得到偶聯劑改性的無機納米散熱組分分散液,將所述分散液加熱到80℃蒸發干燥,揮發掉所述有機溶劑后得到偶聯劑改性的粉末狀的無機納米散熱組分;

(2)將尼龍66在105℃烘烤100min,備用;

(3)設定雙螺桿擠出設備的溫度為230℃,將上述處理后的無機納米散熱組合物與(2)中所獲得的1.2kg的尼龍66置于所述雙螺桿技術設備中,呈熔融狀態后,加入硅油16g,無鹵聚磷氮化合物60g,硅酮粉8g,抗氧劑10984g,抗氧劑1684g,混勻,然后將混合物經過抽粒機,冷卻,得到成品。

實施例3

(1)將5g硅烷偶聯劑分散在有機溶劑中,形成偶聯劑溶液,所述有機溶劑由30g二甲苯、40g乙酸乙酯,29g乙苯組成;然后分別將10g直徑為200nm的碳化硅,6g直徑為10nm的氮化鈦、4g直徑為800nm的銳鈦礦型納米二氧化鈦分散在所述偶聯劑溶液中,攪拌分散均勻后,制備得到偶聯劑改性的無機納米散熱組合物分散液,將所述分散液加熱到100℃蒸發干燥,揮發掉所述有機溶劑后得到偶聯劑改性的粉末狀的無機納米散熱組分;

(2)將尼龍66在110℃烘烤110min,備用;

(3)設定雙螺桿擠出設備的溫度為230℃,將上述處理后的無機納米散熱組合物與(2)中所獲得的200g尼龍66置于所述雙螺桿技術設備中,呈熔融狀態后,加入無鹵聚磷氮化合物12g,硅酮粉3g,抗氧劑10980.8g,抗氧劑1680.8g,混勻,然后將混合物經過抽粒機,冷卻,得到成品。

實施例4

(1)將8g直徑為200nm的碳化硅,2g直徑為50nm的氮化鈦分散在所述有機溶劑(100g乙酸丁酯)中,攪拌分散均勻后,制備得到無機納米散熱組分分散液,將所述分散液加熱到100℃蒸發干燥,揮發掉所述乙酸丁酯溶劑后得到粉末狀的無機納米散熱組分;

(2)將尼龍66在120℃烘烤120min,備用;

(3)設定雙螺桿擠出設備的溫度為230℃,將上述處理后的無機納米散熱組分、3g硅烷偶聯劑與(2)中處理后得到的200g尼龍66置于所述雙螺桿技術設備中,呈熔融狀態后,加入硅油3g,硅酮粉2.5g,無鹵聚磷氮化合物15g,抗氧劑10980.5g,抗氧劑1680.5g,混勻,然后將混合物經過抽粒機,冷卻,得到成品。

對比例2

所述對比例2與所述對比例1基本相同,唯一不同的是,對比例2中采用的塑料原料為聚碳酸酯。

實施例5

所述實施例5與所述實施例1基本相同,唯一不同的是,實施例5中采用的塑料原料為聚碳酸酯。

實施例6

所述實施例6與所述實施例2基本相同,唯一不同的是,實施例6中采用的塑料原料為聚碳酸酯。

實施例7

所述實施例7與所述實施例3基本相同,唯一不同的是,實施例7中采用的塑料原料為聚碳酸酯。

實施例8

所述實施例8與所述實施例4基本相同,唯一不同的是,實施例8中采用的塑料原料為聚碳酸酯。

實驗例

測試對比例1-2和實施例1-8所得到的散熱塑料制品的拉伸強度、彎曲強度、缺口沖擊強度,水平和垂直方向傳熱系數,具體測試結果見下表1。

其中,在拉伸試驗中,拉伸強度是指試樣直至斷裂為止所受的最大拉伸應力即為拉伸強度。

散熱塑料制品的彎曲強度是指材料在彎曲負荷作用下破裂或達到規定撓度時能承受的最大應力。

散熱塑料制品的缺口沖擊強度是指受到擺錘的沖擊時,材料所產生的抵抗力。它是一種性能指標,可用于生產過程的質量控制中,也可用于比較不同材料的韌性。具體做法為:將試樣水平放置,兩端不固定。釋放擺錘,使其沖擊試樣。若試樣未被破壞,則換一個更重的擺錘并重復以上步驟,直到試樣破壞。

導熱系數是指在穩定傳熱條件下,1m厚的材料,兩側表面的溫差為1度(K,℃),在1秒鐘內(1s),通過1平方米面積傳遞的熱量,單位為瓦/米·度(W/(m·K),此處為K可用℃代替)。

表1

由上表1可知:通過本發明實施例提供的方法所獲得的散熱塑料制品與現有技術中的塑料制品相比具有優良的機械強度和柔韌性,具有良好的傳熱性能以及優異的表面法向發射率,并且,從表1中還可以看出,將偶聯劑加入所述散熱組分中對散熱組分進行改性,再與塑料原料進行共混所獲得的散熱塑料制品的機械性能和柔韌性更優,這是由于改性后的散熱組分能夠更加增強散熱組分與塑料原料之間的結合力,使得散熱組分的分散性更加穩定,進而使得所述散熱塑料制品的傳熱性能更優。

綜上所述,通過將散熱組分與塑料原料在熔融狀態下混合,并攪拌均勻,能夠將所述散熱組分分散在所述塑料原料中,通過加工成型,能夠獲得含有該散熱組分的塑料制品,所述散熱組分包括納米碳化硅和納米氮化鈦,碳化硅具有導熱系數高、絕緣性強、機械強度高、不易老化、能產生較高的遠紅外光譜的特點,氮化鈦具有高熔點、高硬度、高溫化學穩定性及優良的導熱、導電性能,所述碳化硅和所述氮化鈦能夠將熱量轉化為8-15微米波長的紅外線輻射出去,從而能夠提高散熱效果,將所述散熱組分添加入所述塑料制品中,使得所述塑料制品表面的法向發射率能夠達到0.9以上,法向發射率越高,其單位面積上輻射的熱量就越多,散熱效果越好。克服了現有技術中雖然導熱效率較高,但是散熱效果依然較低的缺陷。

以上所述,僅為本發明的具體實施方式,但本發明的保護范圍并不局限于此,任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術范圍內,可輕易想到變化或替換,都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。因此,本發明的保護范圍應以所述權利要求的保護范圍為準。

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