[发明专利]一种导热无卤阻燃聚烯烃复合材料及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种导热无卤阻燃聚烯烃复合材料及其制备方法和应用，该复合材料由以下组分按重量份组成：聚丙烯34‑62份、聚乙烯10‑20份、无卤阻燃剂24‑34份、立方氮化硼1‑5份、氧化石墨烯1‑5份、抗氧剂0.2‑0.6份、相容剂0.1‑0.3份、分散剂0.2‑0.5份、润滑剂0.1‑0.3份。本发明通过将氧化石墨烯与纳米级立方氮化硼加入复合材料中，在保证材料硬度的同时，提高材料的导热系数；复合材料在受热条件下，无卤膨胀型阻燃剂能够释放NH₃气体，从而在材料内部能够稀释氧气浓度，达到迅速阻燃的效果。本发明制备的复合材料可广泛应用于电动汽车电池模块、电机电控、充电桩绝缘散热等相关产品中。

技术领域

本发明属于高分子复合材料技术领域，具体涉及一种导热无卤阻燃聚烯烃复合材料及其制备方法和应用。

背景技术

随着电动汽车、能源电池的发展，市场对高导热绝缘材料和填充型高导热材料的需求日益增加。

聚烯烃作为一种常规的高分子材料，因其高耐腐蚀性和耐磨性能、低密度以及普适性，已广泛应用于很多工程中，尤其是作为工业设备、电池的内、外衬耐磨材料。聚烯烃材料的缺点在于其热导率较低，限制了其在一些高能量密度或高热流工作环境中的应用。因为在高能量密度或高热流工作环境中，若不及时将设备热量导出或冷却，体系中会产生较高的温度(80℃)将致使聚烯烃软化变形，从而影响其本征力学性能。因此，在保证聚烯轻材料的力学性能的前提下，提高其热导率是亟待解决的技术难题。

发明内容

本发明的目的是提供一种导热无卤阻燃聚烯烃复合材料，以解决现有技术中的问题。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种导热无卤阻燃聚烯烃复合材料，由以下组分按重量份组成：聚丙烯34-62份、聚乙烯10-20份、无卤阻燃剂24-34份、立方氮化硼1-5份、氧化石墨烯1-5份、抗氧剂0.2-0.6份、相容剂0.1-0.3份、分散剂0.2-0.5份、润滑剂0.1-0.3份。

作为优选的技术方案，所述聚丙烯为均聚聚丙烯、共聚聚丙烯中的至少一种；所述聚乙烯是高密度聚乙烯(HDPE)、线型低密度聚乙烯(LLDPE)中的一种。

作为优选的技术方案，所述无卤阻燃剂为低烟无卤膨胀型阻燃剂。

作为优选的技术方案，所述立方氮化硼粉为平均粒径为20nm-100nm的纳米级粉料。

作为优选的技术方案，所述氧化石墨烯为大片径氧化石墨烯，其层数为1-6层，片径为5μm-10μm。

作为优选的技术方案，所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂DSTDP、抗氧剂168中的至少一种。

作为优选的技术方案，所述相容剂为硅烷类偶联剂；所述分散剂为硅酮类高效分散剂；所述润滑剂为硬脂酸钙、硬脂酸、季戊四醇硬脂酸酯中的至少一种。

本发明的第二个目的是提供上述所述的导热无卤阻燃聚烯烃复合材料的制备方法，步骤如下：按配比将聚丙烯、聚乙烯、无卤阻燃剂、立方氮化硼、氧化石墨烯、抗氧剂、相容剂、分散剂、润滑剂混合均匀后得到混合物料；然后将混合物料加入挤出机中，经熔融共混挤出、牵引、造粒，注塑成型即得目标产物。进一步优选的，所述挤出机为同向双螺杆挤出机，其长径比为32～40，挤出机的转速为180-400转/分，挤出温度为170-195℃。

本发明的第三个目的是提供上述所述的导热无卤阻燃聚烯烃复合材料在电动汽车电池模块、充电绝缘设备中的应用。

本发明的原理和有益效果如下：