一种聚四氟乙烯基低热阻散热材料及其制备方法与流程

    专利2025-07-02  12


    本发明涉及聚四氟乙烯材料,具体涉及一种聚四氟乙烯基低热阻散热材料及其制备方法。


    背景技术:

    1、聚四氟乙烯为ptfe,俗称塑料王,是一种使用了氟取代聚乙烯中所有氢原子的人工合成高分子材料,一般称作不粘涂层或易清洁物料,用于电器、化工、航空、机械等领域,也在弹性体和橡胶工业以及防腐中广泛使用。

    2、如授权公告号为cn102731941a的聚四氟乙烯复合材料的制备方法,包括如下步骤:在添有表面活性剂的水中依次加入聚四氟乙烯和填料,均匀搅拌。

    3、制得的聚四氟乙烯在使用后,仍会存在部分问题,有些聚四氟乙烯的热阻高,热量排散困难,导致聚四氟乙烯的导热能力变差,材料在日常的运用时会受到限制,因此,亟需设计一种聚四氟乙烯基低热阻散热材料及其制备方法来解决上述问题。


    技术实现思路

    1、本发明的目的是提供一种聚四氟乙烯基低热阻散热材料及其制备方法,以解决现有技术中的上述不足之处。

    2、为了实现上述目的,本发明提供如下技术方案:

    3、一种聚四氟乙烯基低热阻散热材料,包括以下材料成分:聚四氟乙烯:60-90份、导热碳纤维粉:5-15份、复合散热料:2-10份、氮化物填料:2-8份、引发剂:3-7份、助挤剂:1-4份、发泡剂:1-5份、分散剂:2-5份、稳定剂:1-3份,

    4、所述发泡剂为偶氮二甲酸二乙酯和偶氮二甲酰胺其中的一种,所述复合散热料为石墨烯颗粒,所述氮化物填料为氮化硼、氮化铝与氮化硅其中的一种或两种。

    5、优选的,所述引发剂为过氧化二苯甲酰,所述助挤剂为石油醚和甲苯其中的一种。

    6、优选的,所述分散剂为硬脂酸钡,所述稳定剂为钡锌稳定剂和有机锡稳定剂其中的一种。

    7、其中,设定环境温度为25摄氏度,导热碳纤维粉、石墨烯颗粒、氮化铝与聚四氟乙烯未制备前,热检测测试仪将温度感应测量,并准备聚四氟乙烯成品料,导热碳纤维粉、石墨烯颗粒、氮化铝与聚四氟乙烯在密封容器内混合,将混合物置于载台上,采用热检测测试仪将混合物温度测量,再将混合物采用加热板,加热至指定较高温度,热检测测试仪测定混合物加热后的瞬间值为t1,并将聚四氟乙烯成品料置于载台上,加热至指定较高温度,热检测测试仪测定聚四氟乙烯成品料加热后的瞬间值为t2,比较混合物和聚四氟乙烯成品料的温度t1≤t2或t1≥t2或t1=t2。

    8、一种聚四氟乙烯基低热阻散热材料的制备方法,包括所述的一种聚四氟乙烯基低热阻散热材料,包括以下步骤:

    9、s1.称重:聚四氟乙烯料切断呈颗粒状,将聚四氟乙烯颗粒料、导热碳纤维粉、复合散热料与氮化物填料称重;

    10、s2.加料:将聚四氟乙烯颗粒料投入到加料机中,按比例加入导热碳纤维粉、复合散热料与氮化物填料,得到制备预料;

    11、s3.搅拌及反应:将制备预料均匀搅拌,准备反应釜,使制备预料、引发剂、分散剂和稳定剂在反应釜中混合反应,得到反应料;

    12、s4.推压处理:在反应料内加入发泡剂,经一定温度下混合一段时间,而后将混合物投入到推压机内的机腔,物料推压到推压机的推口后,使物料成型;

    13、s5.压延拉伸:向推压物料中加入助挤剂,使用压延辊将物料制成所需形状后,将物料挤压或拉伸,得到拉伸料;

    14、s6.定型:拉伸料投入定型模具中,在定型过程中改变温度,而后使材料最终静置定型。

    15、优选的,所述s1中,聚四氟乙烯料切断后的粒径范围在0.5-20毫米,所述s2中,聚四氟乙烯颗粒、导热碳纤维粉、复合散热料与氮化物填料间的比例为8:2:1:1。

    16、优选的,所述s3中,制备预料均匀搅拌转速为50-120转/分钟,制备预料、引发剂、分散剂和稳定剂在反应釜中的反应温度为22-38摄氏度。

    17、优选的,所述s4中,反应料和发泡剂的比例为5:0.3,设定温度为22-100摄氏度,反应0.5-1.5小时后静置。

    18、优选的,所述s4中,推压机内的推压压力值为0.2-1mpa,并以0.5-5厘米/秒的速度前进至推口。

    19、优选的,所述s5中,压延辊的转速为20-60转/分钟,物料挤压或拉伸的速度以0.6毫米/秒进行。

    20、优选的,所述s6中,拉伸料在定型模具中的温度为90-260摄氏度,最终静置1-3小时。

    21、在上述技术方案中,本发明提供的一种聚四氟乙烯基低热阻散热材料及其制备方法,通过设置的导热碳纤维粉、石墨烯颗粒与氮化铝,导热碳纤维粉、石墨烯颗粒及氮化铝经加料搅拌和反应后,与聚四氟乙烯相结合,使其导热能力增强,热阻低,氮化铝在有效传导热量的同时绝缘性也提高,制得的材料满足热导快散热强的性能;通过设置的过氧化二苯甲酰、硬脂酸钡和钡锌稳定剂,过氧化二苯甲酰、硬脂酸钡和钡锌稳定剂可与聚四氟乙烯混合物反应处理,加快了聚四氟乙烯的反应速度,钡锌稳定剂也能增加反应稳定性;通过设置的偶氮二甲酸二乙酯与石油醚,发泡剂偶氮二甲酸二乙酯能够将混合物在推压机内操作的同时,将物料发泡为多孔结构材料,使隔热性得到提升,石油醚使物料变形力增强,成型速率较快。



    技术特征:

    1.一种聚四氟乙烯基低热阻散热材料,其特征在于,包括以下材料成分:聚四氟乙烯:60-90份、导热碳纤维粉:5-15份、复合散热料:2-10份、氮化物填料:2-8份、引发剂:3-7份、助挤剂:1-4份、发泡剂:1-5份、分散剂:2-5份、稳定剂:1-3份,

    2.根据权利要求1所述的一种聚四氟乙烯基低热阻散热材料,其特征在于,所述引发剂为过氧化二苯甲酰,所述助挤剂为石油醚和甲苯其中的一种。

    3.根据权利要求1所述的一种聚四氟乙烯基低热阻散热材料,其特征在于,所述分散剂为硬脂酸钡,所述稳定剂为钡锌稳定剂和有机锡稳定剂其中的一种。

    4.一种聚四氟乙烯基低热阻散热材料的制备方法,包括权利要求1-3任一项所述的一种聚四氟乙烯基低热阻散热材料,其特征在于,包括以下步骤:

    5.根据权利要求4所述的一种聚四氟乙烯基低热阻散热材料的制备方法,其特征在于,所述s1中,聚四氟乙烯料切断后的粒径范围在0.5-20毫米,所述s2中,聚四氟乙烯颗粒、导热碳纤维粉、复合散热料与氮化物填料间的比例为8:2:1:1。

    6.根据权利要求4所述的一种聚四氟乙烯基低热阻散热材料的制备方法,其特征在于,所述s3中,制备预料均匀搅拌转速为50-120转/分钟,制备预料、引发剂、分散剂和稳定剂在反应釜中的反应温度为22-38摄氏度。

    7.根据权利要求4所述的一种聚四氟乙烯基低热阻散热材料的制备方法,其特征在于,所述s4中,反应料和发泡剂的比例为5:0.3,设定温度为22-100摄氏度,反应0.5-1.5小时后静置。

    8.根据权利要求4所述的一种聚四氟乙烯基低热阻散热材料的制备方法,其特征在于,所述s4中,推压机内的推压压力值为0.2-1mpa,并以0.5-5厘米/秒的速度前进至推口。

    9.根据权利要求4所述的一种聚四氟乙烯基低热阻散热材料的制备方法,其特征在于,所述s5中,压延辊的转速为20-60转/分钟,物料挤压或拉伸的速度以0.6毫米/秒进行。

    10.根据权利要求4所述的一种聚四氟乙烯基低热阻散热材料的制备方法,其特征在于,所述s6中,拉伸料在定型模具中的温度为90-260摄氏度,最终静置1-3小时。


    技术总结
    本发明公开了一种聚四氟乙烯基低热阻散热材料及其制备方法,包括以下材料成分:聚四氟乙烯:60‑90份、导热碳纤维粉:5‑15份、复合散热料:2‑10份、氮化物填料:2‑8份、引发剂:3‑7份、助挤剂:1‑4份、发泡剂:1‑5份、分散剂:2‑5份、稳定剂:1‑3份,发泡剂为偶氮二甲酸二乙酯和偶氮二甲酰胺其中的一种,复合散热料为石墨烯颗粒,氮化物填料为氮化硼、氮化铝与氮化硅其中的一种或两种,引发剂为过氧化二苯甲酰,所述助挤剂为石油醚和甲苯其中的一种,本发明的导热碳纤维粉、石墨烯颗粒及氮化铝经加料搅拌和反应后,与聚四氟乙烯相结合,使其导热能力增强,热阻低,氮化铝在有效传导热量的同时绝缘性也提高,制得的材料满足热导快散热强的性能。

    技术研发人员:姜琳,田春,张祖颖
    受保护的技术使用者:广东德创新材料有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/4/29
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