[发明专利]导热复合粒子

说明书

技术领域

一种导热复合粒子，尤指复合粒子内具有足够长度的连续性碳纤维，以使连续性碳纤维可于复合粒子在制成本体后，于本体内形成立体交错网状结构，从而可有效提升本体的热传导效率，并会同时提升本体的机械物性。

背景技术

金属的热传导性比塑料好，但碍于产品的应用需求以及应用场所的限制，金属的热传导性效果无法完全发挥，在此种情况下，具有热传导的塑料可提供成本、性能和容易加工的最佳平衡点。一般而言，具有热传导的塑料内含有导热填充料，可使其比一般塑料更能均匀的吸收热能和传递热能而减少零件的热集中点(Hot spots)且相较于金属材料，有比重轻、耐化学性良好、加工成本低并可提供导电性或电绝缘性的应用，目前此种具有热传导的塑料的运用，如热交换器、冷却器、外壳和变压器等。

然而，目前技术大多通过于塑料中添加陶瓷粉、石墨、金属粉、碳纤维、或纳米碳管等具备高导热系数的材料，来提高塑料的导热性，但陶瓷粉以及碳粉皆为颗粒状，若在复合材料中仅添加少量具有导热效果的粉粒不易形成连续性结构，难以对塑料的导热能力有所增加，若添加大量具有导热效果的粉粒，则会影响复合材料的物理特性；再者，若将碳纤维添加于塑料中，则在制备塑料粒子时，碳纤维会于混料过程中被破坏，使得在塑料粒子经射出工艺形成本体后，碳纤维无法有效的交错形成立体网状，同样难以对塑料的导热能力有所增加。

因此，如何提升塑料的导热能力即成为相关业者所亟待研究发展的课题所在。

发明内容

本发明的主要目的在于，利用控制复合材的裁切长度，以达到所需的连续性碳纤维长度，使复合粒子于形成本体后，本体内具有足够长度的连续性碳纤维在本体内形成立体交错网状结构，从而可有效提升本体的热传导效率。

为达上述目的，本发明提供了一种导热复合粒子，其设置有聚合体(Polymers)以及连续性碳纤维，而聚合体与连续性碳纤维制备成复合粒子时，连续性碳纤维的长度等于复合粒子的长度。

该连续性碳纤维是以沥青基系(Pitched)所制成。

在制备该复合粒子时，是在混练后且未冷却之前，用聚合体包覆沥青基系连续性碳纤维，使聚合体与连续性碳纤维在拉出冷却后形成连续状的复合材，再将此复合材裁切成适当长度以形成复合粒子。

在该复合粒子经射出成型机射出或热压成型机成形时，聚合体是被射出成型机或热压成型机进行热融和冷却后形成本体，但连续性碳纤维不会被热融，而是在本体中形成连续性立体交错网状结构。

附图说明

图1是本发明复合粒子的侧视图；

图2是本发明复合粒子的正视剖面图；

图3是本发明的工艺示意图；

图4是本发明制成本体后的剖面示意图。

附图标记说明：1-聚合体；2-连续性碳纤维；3-复合材；31-复合粒子；4-压出机；41-入料口；42-螺杆；43-模头；44-冷却槽；5-本体。

具体实施方式

以下结合附图，对本发明上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。

请参阅图1和图2所示，由图中可清楚看出，本发明的复合粒子31设置有聚合体1(Polymers)以及连续性碳纤维2，其中：

该聚合体1可为热可塑聚合体(Thermoplastic Polymers)或弹性体(Elastomers)，热可塑聚合体如：聚碳酸脂(PC)、聚丙烯(PP)或聚对苯二甲酸乙二脂(PET)等，弹性体(Elastomers)如：合成橡胶(rubber)、聚氨脂(TPU)等，然而上述多种聚合体1是现有技术中常用的，因此只列举其中数样。

该连续性碳纤维2为沥青基系(Pitched)所制成，而连续性碳纤维2为一种长纤结构，并非短纤结构或粉状结构，而连续性碳纤维2的热传导在沿着纤维方向具有绝佳的热传导率，但在垂直方向的热传导率较差，而具有高度的差异性。

请参阅图1至图3所示，由图中可清楚看出，在制备本发明的复合粒子31时，先将聚合体1原料由压出机4的入料口41投入并对其加热，通过压出机4的螺杆42转动推进聚合体1的原料以达到混练的目的，而经由混练所形成的聚合体1经由螺杆42推至模头43时，将连续性碳纤维2导入模头43，进而使聚合体1包覆连续性碳纤维2，使聚合体1与连续性碳纤维2于拉出模头43一起经冷却槽44冷却后形成连续状的复合材3，由于连续性碳纤维2并未经过螺杆42的混练阶段，所以不会被破坏，因此复合材3内的连续性碳纤维2为连同聚合体1持续延伸，再将此复合材3裁切成适当长度即可形成复合粒子31，而此复合粒子31的连续性碳纤维2长度等于复合粒子31的长度。

此外，该螺杆42可为同向双螺秆。