CN115674818A - 一种具有高散热性的铝塑板及其制备方法 - Google Patents

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CN115674818A CN202211714124.7A CN202211714124A CN115674818A CN 115674818 A CN115674818 A CN 115674818A CN 202211714124 A CN202211714124 A CN 202211714124A CN 115674818 A CN115674818 A CN 115674818A
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Abstract

本发明涉及散热铝塑板技术领域,具体为一种具有高散热性的铝塑板及其制备方法,包括以下结构:铝薄板、粘结膜和聚乙烯芯板,所述聚乙烯芯板的上表面和下表面均设置有铝薄板,所述铝薄板与聚乙烯芯板之间通过粘结膜粘结。本发明通过氮化硼与聚乙烯的复合,利用喷丝的挤压对片状氮化硼进行取向,纤维层中氮化硼颗粒间相互接触聚集,促进聚乙烯芯板导热网络和通路的形成,实现所制铝塑板的高散热性能;利用静电吸附作用,将聚乙烯颗粒引入纤维层孔隙在,填充聚偏氟乙烯,热压对纤维层中的氮化硼进行挤压,进一步促进其导热网络和通路的扩展;并提高所制纤维层的抗冲击和抗弯曲性能,有助于铝塑板机械强度的改善。

Description

一种具有高散热性的铝塑板及其制备方法
技术领域
本发明涉及散热铝塑板技术领域,具体为一种具有高散热性的铝塑板及其制备方法。
背景技术
作为一种复合的新型装饰材料,铝塑板诞生于上世纪60年代的德国,芯材采用密度小的塑料板材,大大降低了材料本身的重量,同时具备了金属、树脂两种材料的优点,可以满足现代化高建筑关于减轻建筑物荷重的要求;同时具有铝材隔热、美观、高档的优点。作为先进的复合材料,铝塑板具有优良的性价比与加工性、丰富多彩的装饰效果、显著的节约资源与环保性等产品综合性能被广泛应用于建筑幕墙、室内外装修、广告宣传牌匾、车船装饰、家具制造等领域。铝塑板多被应用在机场、大型体育场馆与剧院等城市标志性建筑,因此备受关注,是关系到国计民生的重要产品。随着人们对铝塑板需求的发展,为满足铝塑板的散热性能,会在其中加入填料增加铝塑板芯板的导热系数,但由于填料与树脂间的相容性,较多的树脂质量,会对填料导热通路造成负面影响。因此,我们提出一种具有高散热性的铝塑板及其制备方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有高散热性的铝塑板及其制备方法,以解决上述背景技术中提出的问题。
为了解决上述技术问题,本发明提供如下技术方案:一种具有高散热性的铝塑板,包括以下结构:铝薄板、粘结膜和聚乙烯芯板,所述聚乙烯芯板的上表面和下表面均设置有铝薄板,所述铝薄板与聚乙烯芯板之间通过粘结膜粘结。
进一步的,所述铝塑板由以下工艺制得:
取铝薄板、粘结膜、聚乙烯芯板,由上至下按照铝薄板、粘结膜、聚乙烯芯板、粘结膜、铝薄板的顺序叠合,得到复合板材;
置于复合机中进行平面连续加热复合,控制复合机内的平面加热段温度为:第一加热区120~130℃;第二加热区135~145℃;第三加热区135~145℃。
进一步的,所述铝塑板的厚度为3.0~4.0mm;铝薄板的厚度0.15~0.21mm。
进一步的,所述粘结膜包括以下重量组分:66~100份线性低密度聚乙烯、59~73份低密度聚乙烯、59~66份马来酸酐改性聚乙烯、66~82份乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、39~47份聚偏氟乙烯、33~46份聚苯乙烯。
进一步的,所述粘结膜由以下工艺制得:
将线性低密度聚乙烯、马来酸酐改性聚乙烯置于双螺杆挤出机中,控制温度在150~230℃,螺杆转速250~450r/min,螺杆长径比L:D≥40:1,搅拌反应10~15min;
加入乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、低密度聚乙烯、聚偏氟乙烯、聚苯乙烯,搅拌反应20~30min;加入热氧稳定剂双-2,5-己烷,继续反应30min,挤出造粒;吹膜,得到粘结膜,厚度为0.05mm左右。
线性低密度聚乙烯:7042,熔体流动速率1.92g/10min,来源于山东优索化工科技有限公司;
低密度聚乙烯:1C7A,熔体流动速率6.97g/10min,来源于北京燕山石油化工有限公司;
乙烯-醋酸乙烯酯共聚物:14-2,熔体流动速率2.01g/10min,来源中国石化扬子石油化工有限公司;
马来酸酐改性聚乙烯:900E,来源于南京飞腾新材料科技有限公司;
聚偏氟乙烯:50000Da,来源于东莞市展阳高分子材料有限公司;
聚苯乙烯:HIE,熔体流动速率3.4g/10min,中石油独山子石化分公司。
在上述技术方案中,线性低密度聚乙烯、低密度聚乙烯、聚偏氟乙烯为基础树脂增加与聚乙烯芯板间的粘结性能;加入乙烯-醋酸乙烯酯共聚物改善聚乙烯的弹韧性、抗冲击和抗开裂能力;而加入的聚苯乙烯与聚乙烯有着良好的相容性,并能够产生空间位阻,限制相容剂马来酸酐基团向界面处的移动,促进极性组分在粘结面的富集,提高了所制粘结膜的粘结强度、速度、持久性等性能,有助于所制铝塑板稳定性能和力学性能的提高;线性低密度聚乙烯、低密度聚乙烯的质量比限定为(1.0~1.5):1,较多的线性低密度聚乙烯能够促进所制粘结膜与聚乙烯芯板间界面润湿性的改善,进一步促进所制提高粘结膜粘结性能的提高。综合上述,从而获得具有优异粘结性能和力学性能的粘结膜。
进一步的,所述聚乙烯芯板由多层纤维板复合得到,纤维板包括纤维层和填充层;聚乙烯芯板的厚度为3.0~3.4mm。
进一步的,所述纤维层包括75~85质量份聚乙烯和15~25质量份氮化硼。
聚乙烯包括线性低密度聚乙烯和高密度聚乙烯,质量比为1:(1.8~2.3)。
高密度聚乙烯:TR-144,熔体流动速率0.934g/10min,来源于中石化茂名石油化工有限公司。
进一步的,所述纤维层由以下工艺制得:
将干燥后的聚乙烯与氮化硼,置于密炼机中共混5~8min,共混温度170~180℃,密炼机转速45~60r/min;干燥工艺为:90℃真空干燥箱中干燥24h;
喷丝,喷丝头温度为170~190℃,喷丝孔直径0.4~0.5mm,接收距离15cm;形成厚度为1.0mm左右的膜层;
置于110℃温度下热处理1~6h;于55~90℃一次拉伸,伸长率在160~180%;于95~100℃二次拉伸,总伸长率在200%左右;置于115~125℃热定型30~120min,得到纤维层。
进一步的,所述氮化硼经过表面改性,具体由以下工艺制得:
取氮化硼置于氢氧化钠溶液中,100~120℃温度下油浴搅拌20~24h;过滤,洗涤至中性,于85~95℃干燥6~8h,得到活化氮化硼;
将长链烷基硅氧烷与丙酮、盐酸混合,升温至52~58℃搅拌30~45min;加入活化氮化硼,搅拌150~200min;过滤,置于90~100℃干燥至恒重,得到改性氮化硼;
氮化硼、氢氧化钠溶液的比例为1g:(20~50)mL;氢氧化钠溶液的浓度为5mol/L;
活化氮化硼、长链烷基硅氧烷、丙酮的比例为10g:(1.0~1.5)g:(30~50)mL;
丙酮、盐酸的体积比为9:1;盐酸的pH为3;
长链烷基硅氧烷为KH-1631、KH-1632、KH-1831、KH-1832中的一种或多种,来源于杭州杰西卡化工有限公司;
氮化硼:h-BN,片状,平均粒径5~8μm,来源于秦皇岛一诺高新材料开发有限公司;
在上述技术方案中,氮化硼作为片状填料,具有很高的导热率,但与聚乙烯间的相容性较差。为提高二者的相容性,首先利用氢氧化钠将氮化硼活化,使其表面含氧官能团——羟基的含量增多,与偶联剂的反应官能团增加,能够提高氮化硼与偶联剂间的接枝量;再与具有长链烷基的偶联剂(长链烷基硅氧烷)接枝,使得所制改性氮化硼与聚乙烯的亲和性更好,在聚乙烯中的分散更为均匀,减少团聚,与聚乙烯间的界面厚度减小,降低了界面热阻,有利于所制纤维层导热性能的提高。而偶联剂对长链烷基硅氧烷的选择,能够降低氮化硼的表面能,提高改性氮化硼与聚乙烯间的混溶性;提高了改性氮化硼与聚乙烯分子间的缠结作用,可以缓冲喷丝带来的应力集中,利于提高所制纤维层的强度;并能够降低体系黏度,使得所制纤维层在喷丝形成纤维的过程中具有更为优异的润滑性和流变性能,避免喷丝嘴的堵塞和纤维纺锤化。
在喷丝制备纤维层的工艺中,受喷丝嘴挤压作用,纤维中氮化硼的片状结构取向,趋向于纤维挤出的方向,更利于氮化硼颗粒间相互接触聚集,促进导热网络和通路的形成,实现纤维层的高导热性能;氮化硼的片状结构与所制纤维层的片层结构平行、氮化硼颗粒间的接触,能够提高所制纤维层的抗冲击和抗弯曲性能,有助于提高所制聚乙烯芯板的机械强度。
进一步的,所述纤维层经过表面处理,具体的表面处理工艺为:
取得到的纤维层,置于50~70℃聚苯乙烯磺酸钠水溶液中,浸没15~30min,干燥,得到改性纤维层。
聚苯乙烯磺酸钠水溶液的质量浓度为1%,纤维层与聚苯乙烯磺酸钠水溶液的体积比为1:(20~30)。
进一步的,所述填充层包括40~50质量份聚乙烯颗粒、12~15质量份聚偏氟乙烯和40~60质量份乙酸乙酯。
聚乙烯颗粒为超高分子量聚乙烯,平均粒径为1.3~3.0微米,来源于深圳华创塑胶原料有限公司;
进一步的,聚乙烯颗粒经过改性,具体的改性工艺为:
将聚乙烯颗粒分散于四甲基氢氧化铵水溶液中,加入聚二烯丙基二甲基氯化铵水溶液中,搅拌8~12h;离心,洗涤,干燥,得到改性聚乙烯颗粒;
四甲基氢氧化铵水溶液的浓度为0.1mol/L;聚二烯丙基二甲基氯化铵水溶液的质量浓度为20%;聚乙烯颗粒、四甲基氢氧化铵水溶液的比例为0.3:100mL。
进一步的,所述聚乙烯芯板由以下工艺制得:
将聚偏氟乙烯于45~50℃乙酸乙酯中溶胀,搅拌,加入聚乙烯颗粒,充分混合,得到填充浆料;
将其涂布于纤维层的表面,超声处理5~7min,得到纤维板;
取六层纤维板复合,于132~135℃的温度平板硫化机中热压,得到聚乙烯芯板。
在上述技术方案中,在纤维层表面引入带有负电荷的聚苯乙烯磺酸钠,聚乙烯颗粒表面引入带有正电荷的聚二烯丙基二甲基氯化铵,使得所制填充浆料中改性聚乙烯颗粒能够与纤维层产生静电吸引,利于颗粒在纤维层孔隙中的填充,然后在较高的温度下进行热压,得到具有聚偏氟乙烯、超高分子量聚乙烯复合微粒填充的纤维板,增强增韧,能够有效提高其抗冲击、抗弯曲等力学性能;并能够对纤维层中的氮化硼进行挤压,进一步促进其导热网络和通路的扩展。
与现有技术相比,本发明的有益效果如下:
本发明的具有高散热性的铝塑板及其制备方法,通过氮化硼与聚乙烯的复合,利用喷丝的挤压对片状氮化硼进行取向,纤维层中氮化硼颗粒间相互接触聚集,促进聚乙烯芯板导热网络和通路的形成,实现所制铝塑板的高散热性能;利用静电吸附作用,将聚乙烯颗粒引入纤维层孔隙在,填充聚偏氟乙烯,热压对纤维层中的氮化硼进行挤压,进一步促进其导热网络和通路的扩展;在提高所制铝塑板散热性能的同时,并提高所制纤维层的抗冲击和抗弯曲性能,有助于铝塑板机械强度的改善。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
实施例1
(1)制备聚乙烯芯板:
1.1.氮化硼的改性:
取10g氮化硼置于500mL的5mol/L氢氧化钠溶液中,100℃温度下油浴搅拌20h;过滤,洗涤至中性,于85℃干燥6h,得到活化氮化硼;
将1.0g长链烷基硅氧烷KH-1631与30mL丙酮、3.3mL pH为3的盐酸混合,升温至52℃搅拌30min;加入10g活化氮化硼,搅拌150min;过滤,置于90℃干燥至恒重,得到改性氮化硼。
1.2.纤维层的制备及其改性:
将干燥后的30质量份线性低密度聚乙烯、55质量份高密度聚乙烯与15质量份氮化硼,置于密炼机中共混5min,共混温度170℃,密炼机转速45r/min;
喷丝,喷丝头温度为170℃,喷丝孔直径0.4mm,接收距离15cm;形成厚度为1.0mm的膜层;
置于110℃温度下热处理1h;于55℃一次拉伸,伸长率在160%;于95℃二次拉伸,总伸长率在200%;置于115℃热定型30min,得到纤维层。
取得到的纤维层,置于50℃的1%聚苯乙烯磺酸钠水溶液中,浸没15min,干燥,得到改性纤维层;纤维层与聚苯乙烯磺酸钠水溶液的体积比为1:20。
1.3.聚乙烯芯板的制备:
将6g聚乙烯颗粒分散于的2L的0.1mol/L四甲基氢氧化铵水溶液中,加入50mL的20%聚二烯丙基二甲基氯化铵水溶液,搅拌8h;离心,洗涤,干燥,得到改性聚乙烯颗粒;
将1.2g聚偏氟乙烯于45℃的4.0g乙酸乙酯中溶胀,搅拌,加入4.0g聚乙烯颗粒,充分混合,得到填充浆料;
将其涂布于纤维层的表面,超声处理5min,得到纤维板;
取六层纤维板复合,于132℃的温度平板硫化机中热压,得到聚乙烯芯板,聚乙烯芯板的厚度为3.0mm。
(2)粘结膜的制备:
将66质量份线性低密度聚乙烯、59质量份马来酸酐改性聚乙烯置于双螺杆挤出机中,控制温度在150~230℃,螺杆转速350r/min,螺杆长径比L:D为40:1,搅拌反应12min;
加入66质量份乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、66质量份低密度聚乙烯、39质量份聚偏氟乙烯、33质量份聚苯乙烯,搅拌反应25min;加入热氧稳定剂双-2,5-己烷,继续反应30min,挤出造粒;吹膜,得到粘结膜,厚度为0.05mm。
(3)铝塑板的制备:
取铝薄板、粘结膜、聚乙烯芯板,由上至下按照铝薄板、粘结膜、聚乙烯芯板、粘结膜、铝薄板的顺序叠合,得到复合板材;
置于复合机中进行平面连续加热复合,控制复合机内的平面加热段温度为:第一加热区120~130℃;第二加热区135~145℃;第三加热区135~145℃。
实施例2
(1)纤维层的制备:
1.1.取10g氮化硼置于350mL的5mol/L氢氧化钠溶液中,110℃温度下油浴搅拌22h;过滤,洗涤至中性,于90℃干燥7h,得到活化氮化硼;
将1.2g长链烷基硅氧烷KH-1831与40mL丙酮、3.4mL pH为3的盐酸混合,升温至55℃搅拌38min;加入10g活化氮化硼,搅拌150~200min;过滤,置于95℃干燥至恒重,得到改性氮化硼;
1.2.将干燥后的27质量份线性低密度聚乙烯、54质量份高密度聚乙烯与19质量份氮化硼,置于密炼机中共混7min,共混温度175℃,密炼机转速50r/min;
喷丝,喷丝头温度为180℃,喷丝孔直径0.4mm,接收距离15cm;形成厚度为1.0mm的膜层;
置于110℃温度下热处理3h;于70℃一次拉伸,伸长率在170%;于98℃二次拉伸,总伸长率在200%;置于120℃热定型60min,得到纤维层。
取得到的纤维层,置于60℃的1%聚苯乙烯磺酸钠水溶液中,浸没15~30min,干燥,得到改性纤维层;纤维层与聚苯乙烯磺酸钠水溶液的体积比为1:25。
1.3.将6g聚乙烯颗粒分散于的2L的0.1mol/L四甲基氢氧化铵水溶液中,加入50mL的20%聚二烯丙基二甲基氯化铵水溶液,搅拌10h;离心,洗涤,干燥,得到改性聚乙烯颗粒;
将1.3g聚偏氟乙烯于48℃的5.0g乙酸乙酯中溶胀,搅拌,加入4.5g聚乙烯颗粒,充分混合,得到填充浆料;
将其涂布于纤维层的表面,超声处理6min,得到纤维板;
取六层纤维板复合,于133℃的温度平板硫化机中热压,得到聚乙烯芯板,聚乙烯芯板的厚度为3.2mm。
(2)将83质量份线性低密度聚乙烯、69质量份马来酸酐改性聚乙烯置于双螺杆挤出机中,控制温度在150~230℃,螺杆转速350r/min,螺杆长径比L:D为40:1,搅拌反应12min;
加入74质量份乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、66质量份低密度聚乙烯、43质量份聚偏氟乙烯、40质量份聚苯乙烯,搅拌反应25min;加入热氧稳定剂双-2,5-己烷,继续反应30min,挤出造粒;吹膜,得到粘结膜,厚度为0.05mm。
(3)取铝薄板、粘结膜、聚乙烯芯板,由上至下按照铝薄板、粘结膜、聚乙烯芯板、粘结膜、铝薄板的顺序叠合,得到复合板材;
置于复合机中进行平面连续加热复合,控制复合机内的平面加热段温度为:第一加热区120~130℃;第二加热区135~145℃;第三加热区135~145℃。
实施例3
(1)纤维层的制备:
1.1.取10g氮化硼置于200mL的5mol/L氢氧化钠溶液中,120℃温度下油浴搅拌24h;过滤,洗涤至中性,于95℃干燥8h,得到活化氮化硼;
将1.5g长链烷基硅氧烷KH-1832与50mL丙酮、5.5mL pH为3的盐酸混合,升温至58℃搅拌45min;加入10g活化氮化硼,搅拌200min;过滤,置于100℃干燥至恒重,得到改性氮化硼;
1.2.将干燥后的23质量份线性低密度聚乙烯、52质量份高密度聚乙烯与25质量份氮化硼,置于密炼机中共混8min,共混温度180℃,密炼机转速60r/min;
喷丝,喷丝头温度为190℃,喷丝孔直径0.5mm,接收距离15cm;形成厚度为1.0mm的膜层;
置于110℃温度下热处理6h;于90℃一次拉伸,伸长率在180%;于100℃二次拉伸,总伸长率在200%;置于125℃热定型120min,得到纤维层。
取得到的纤维层,置于70℃的1%聚苯乙烯磺酸钠水溶液中,浸没15~30min,干燥,得到改性纤维层;纤维层与聚苯乙烯磺酸钠水溶液的体积比为1:30。
1.3.将6g聚乙烯颗粒分散于的2L的0.1mol/L四甲基氢氧化铵水溶液中,加入50mL的20%聚二烯丙基二甲基氯化铵水溶液,搅拌12h;离心,洗涤,干燥,得到改性聚乙烯颗粒;
将1.5g聚偏氟乙烯于50℃的6.0g乙酸乙酯中溶胀,搅拌,加入5.0g聚乙烯颗粒,充分混合,得到填充浆料;
将其涂布于纤维层的表面,超声处理7min,得到纤维板;
取六层纤维板复合,于135℃的温度平板硫化机中热压,得到聚乙烯芯板,聚乙烯芯板的厚度为3.4mm。
(2)将100质量份线性低密度聚乙烯、66质量份马来酸酐改性聚乙烯置于双螺杆挤出机中,控制温度在150~230℃,螺杆转速350r/min,螺杆长径比L:D为40:1,搅拌反应12min;
加入82质量份乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、66质量份低密度聚乙烯、47质量份聚偏氟乙烯、46质量份聚苯乙烯,搅拌反应25min;加入热氧稳定剂双-2,5-己烷,继续反应30min,挤出造粒;吹膜,得到粘结膜,厚度为0.05mm。
(3)取铝薄板、粘结膜、聚乙烯芯板,由上至下按照铝薄板、粘结膜、聚乙烯芯板、粘结膜、铝薄板的顺序叠合,得到复合板材;
置于复合机中进行平面连续加热复合,控制复合机内的平面加热段温度为:第一加热区120~130℃;第二加热区135~145℃;第三加热区135~145℃。
对比例1
与实施例1相比,聚乙烯颗粒、纤维层均未经过改性;
其他工艺、参数与实施例1相同,得到铝塑板。
对比例2
(1)制备聚乙烯芯板:
1.2.纤维层的制备:
将干燥后的30质量份线性低密度聚乙烯、55质量份高密度聚乙烯与15质量份氮化硼,置于密炼机中共混5min,共混温度170℃,密炼机转速45r/min;
喷丝,喷丝头温度为170℃,喷丝孔直径0.4mm,接收距离15cm;形成厚度为1.0mm的膜层;置于110℃温度下热处理1h;于55℃一次拉伸,伸长率在160%;于95℃二次拉伸,总伸长率在200%;置于115℃热定型30min,得到纤维层。
1.3.聚乙烯芯板的制备:
将1.2g聚偏氟乙烯于45℃的4.0g乙酸乙酯中溶胀,搅拌,得到浆料;将其涂布于纤维层的表面,超声处理5min,得到纤维板;
取六层纤维板复合,于132℃的温度平板硫化机中热压,得到聚乙烯芯板,聚乙烯芯板的厚度为3.0mm。
工艺1.1、(2-3)与实施例1相同,得到铝塑板。
对比例3
(1)制备聚乙烯芯板:
1.2.纤维层的制备:
将干燥后的30质量份线性低密度聚乙烯、55质量份高密度聚乙烯与15质量份氮化硼,置于密炼机中共混5min,共混温度170℃,密炼机转速45r/min;
喷丝,喷丝头温度为170℃,喷丝孔直径0.4mm,接收距离15cm;形成厚度为1.0mm的膜层;置于110℃温度下热处理1h,得到纤维层。
1.3.聚乙烯芯板的制备:
将1.2g聚偏氟乙烯于45℃的4.0g乙酸乙酯中溶胀,搅拌,得到浆料;将其涂布于纤维层的表面,超声处理5min,得到纤维板;
取三层纤维板复合,于132℃的温度平板硫化机中热压,得到聚乙烯芯板,聚乙烯芯板的厚度为3.0mm。
工艺1.1、(2-3)与实施例1相同,得到铝塑板。
对比例4
(1)制备聚乙烯芯板:
将干燥后的30质量份线性低密度聚乙烯、55质量份高密度聚乙烯与15质量份氮化硼,置于密炼机中共混5min,共混温度170℃,密炼机转速45r/min;置于180℃平板硫化机中热压成厚度1mm的片材。
1.3.聚乙烯芯板的制备:
将1.2g聚偏氟乙烯于45℃的4.0g乙酸乙酯中溶胀,搅拌,得到浆料;将其涂布于片材的表面,超声处理5min,得到片材;
取三层纤维板复合,于132℃的温度平板硫化机中热压,得到聚乙烯芯板,聚乙烯芯板的厚度为3.0mm。
工艺1.1、(2-3)与实施例1相同,得到铝塑板。
对比例5
(1)制备聚乙烯芯板:
将干燥后的30质量份线性低密度聚乙烯、55质量份高密度聚乙烯与15质量份氮化硼,置于密炼机中共混5min,共混温度170℃,密炼机转速45r/min;置于180℃平板硫化机中热压成厚度3mm的片材,得到聚乙烯芯板。
工艺1.1、(2-3)与实施例1相同,得到铝塑板。
对比例6
(2)粘结膜的制备:
将66质量份线性低密度聚乙烯、59质量份马来酸酐改性聚乙烯置于双螺杆挤出机中,控制温度在150~230℃,螺杆转速350r/min,螺杆长径比L:D为40:1,搅拌反应12min;
加入66质量份乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、66质量份低密度聚乙烯、33质量份聚苯乙烯,搅拌反应25min;加入热氧稳定剂双-2,5-己烷,继续反应30min,挤出造粒;吹膜,得到粘结膜,厚度为0.05mm。
对比例7
(2)粘结膜的制备:
将66质量份线性低密度聚乙烯、59质量份马来酸酐改性聚乙烯置于双螺杆挤出机中,控制温度在150~230℃,螺杆转速350r/min,螺杆长径比L:D为40:1,搅拌反应12min;
加入66质量份乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、66质量份低密度聚乙烯,搅拌反应25min;加入热氧稳定剂双-2,5-己烷,继续反应30min,挤出造粒;吹膜,得到粘结膜,厚度为0.05mm。
上述线性低密度聚乙烯:7042,熔体流动速率1.92g/10min,来源于山东优索化工科技有限公司;
低密度聚乙烯:1C7A,熔体流动速率6.97g/10min,来源于北京燕山石油化工有限公司;
乙烯-醋酸乙烯酯共聚物:14-2,熔体流动速率2.01g/10min,来源中国石化扬子石油化工有限公司;
马来酸酐改性聚乙烯:900E,来源于南京飞腾新材料科技有限公司;
聚偏氟乙烯:50000Da,来源于东莞市展阳高分子材料有限公司;
聚苯乙烯:HIE,熔体流动速率3.4g/10min,中石油独山子石化分公司。
长链烷基硅氧烷:来源于杭州杰西卡化工有限公司;
氮化硼:h-BN,片状,平均粒径5~8μm,来源于秦皇岛一诺高新材料开发有限公司;
聚乙烯颗粒为超高分子量聚乙烯,平均粒径为1.3微米,来源于深圳华创塑胶原料有限公司。
实验
取实施例1-3、对比例1-7中得到的铝塑板,制得试样,分别对其性能进行检测并记录检测结果:
散热性能:采用导热系数测试仪(TPS2500S)检测聚乙烯芯板试样的导热系数;
弯曲性能:以GB/T 9341为参考标准,对聚乙烯芯板试样进行弯曲性能测试,实验速率为2mm/min;
冲击性能:以GB/T 1043.1-2008为参考标准,对聚乙烯芯板试样进行冲击性能测试;
表1:
Figure 822659DEST_PATH_IMAGE001
根据上表中的数据,可以清楚得到以下结论:
实施例1-3中得到的铝塑板与对比例1-5得到的铝塑板形成对比,检测结果可知,
与对比例1-5相比,实施例1-3中得到的聚乙烯芯板具有更为优异的导热系数、弯曲强度和抗冲击强度数据;而聚乙烯芯板作为铝塑板的中间夹层,在表面覆盖铝薄板具有高导热性的同时,能够实现所制铝塑板散热性能、弯曲性能和冲击性能的提高。
对比例1中聚乙烯颗粒、纤维层未经过改性,使得聚乙烯颗粒、纤维层间的吸引减弱,表现为聚乙烯颗粒在填料层中的较均匀分布,而非在纤维层的富集,不利于热压中聚乙烯颗粒的施压,表现为聚乙烯芯板导热系数和弯曲强度、抗冲击强度的数据劣化;
在对比例1的基础上,对比例2中未添加组分聚乙烯颗粒,纤维层中的氮化硼受力减少,导热通路无法增加,使得聚乙烯芯板导热系数降低;且聚乙烯颗粒的缺乏使得聚乙烯芯板的刚性减弱,表现为弯曲强度、抗冲击强度的劣化;
在对比例2的基础上,对比例3中纤维层未经过拉伸;工艺中的拉伸使得纤维变细,其中的氮化硼受力的作用向内挤压,相邻颗粒间的树脂减少,使得导热通路增加,表现为聚乙烯芯板导热系数的提高;受刚性氮化硼的重叠作用,能够使得弯曲强度、抗冲击强度得到强化;而对比例3与之相反;
在对比例3的基础上,对比例4中纤维层替换为片材;对比例5中聚乙烯芯板由物料共混热压制得,导热通路进一步减少,聚乙烯芯板导热系数降低;刚性颗粒减少、分布状态的变化,使得弯曲强度、抗冲击强度发生劣化;可知本申请对所制聚乙烯芯板组分及其制备工艺的设置,能够促进其散热性能、弯曲性能和冲击性能的综合改善。
180°剥离强度测试:以GB/T 2791为参考标准,对粘结膜的抗剥离性能进行测试,拉伸速度为100mm/min;
力学性能测试:以GB/T1040为参考标准,对粘结膜的拉伸强度进行测试,拉伸速度为50mm/min;
表2:
Figure 287269DEST_PATH_IMAGE002
实施例1-3中得到的铝塑板与对比例1-5得到的铝塑板形成对比,检测结果可知,
与对比例6-7相比,实施例1-3中得到的粘结膜具有更为优异的剥离强度和拉伸强度数据,这充分说明了本发明实现了对所制粘结膜抗剥离和拉伸性能的提高;
与实施例1相比,对比例6-7中删除了组分聚苯乙烯、聚偏氟乙烯,其剥离强度和拉伸强度数据发生劣化,可知本申请中对粘结膜组分的设置,能够促进其抗剥离和拉伸性能的改善。
需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程方法物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程方法物品或者设备所固有的要素。
最后应说明的是:以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改等同替换改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种具有高散热性的铝塑板,其特征在于:包括以下结构:铝薄板、粘结膜和聚乙烯芯板,所述聚乙烯芯板的上表面和下表面均设置有铝薄板,所述铝薄板与聚乙烯芯板之间通过粘结膜粘结;
所述粘结膜包括以下重量组分:66~100份线性低密度聚乙烯、59~73份低密度聚乙烯、59~66份马来酸酐改性聚乙烯、66~82份乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、39~47份聚偏氟乙烯、33~46份聚苯乙烯;
所述聚乙烯芯板由多层纤维板复合得到,纤维板包括纤维层和填充于纤维层表面的填充层;
所述纤维层包括75~85质量份聚乙烯和15~25质量份氮化硼;聚乙烯包括质量比为1:(1.8~2.3)线性低密度聚乙烯和高密度聚乙烯;
所述填充层包括40~50质量份聚乙烯颗粒、12~15质量份聚偏氟乙烯和40~60质量份乙酸乙酯。
2.根据权利要求1所述的一种具有高散热性的铝塑板,其特征在于:所述铝塑板的厚度为3.0~4.0mm;铝薄板的厚度0.15~0.21mm。
3.一种具有高散热性的铝塑板的制备方法,其特征在于:包括以下制备工艺:
取铝薄板、粘结膜、聚乙烯芯板,由上至下按照铝薄板、粘结膜、聚乙烯芯板、粘结膜、铝薄板的顺序叠合,得到复合板材;
置于复合机中进行平面连续加热复合,控制复合机内的平面加热段温度为:第一加热区120~130℃;第二加热区135~145℃;第三加热区135~145℃。
4.根据权利要求3所述的一种具有高散热性的铝塑板的制备方法,其特征在于:所述聚乙烯芯板由以下工艺制得:
将聚偏氟乙烯于45~50℃乙酸乙酯中溶胀,搅拌,加入聚乙烯颗粒,充分混合,得到填充浆料;
将其涂布于纤维层的表面,超声处理5~7min,得到纤维板;
取六层纤维板复合,于132~135℃的温度平板硫化机中热压,得到聚乙烯芯板。
5.根据权利要求4所述的一种具有高散热性的铝塑板的制备方法,其特征在于:所述纤维层由以下工艺制得:
将干燥后的聚乙烯与氮化硼,置于密炼机中共混5~8min,共混温度170~180℃,密炼机转速45~60r/min;干燥工艺为:90℃真空干燥箱中干燥24h;
喷丝,喷丝头温度为170~190℃,喷丝孔直径0.4~0.5mm,接收距离15cm;
置于110℃温度下热处理1~6h;于55~90℃一次拉伸,伸长率在160~180%;于95~100℃二次拉伸,总伸长率在200%;置于115~125℃热定型30~120min,得到纤维层。
6.根据权利要求5所述的一种具有高散热性的铝塑板的制备方法,其特征在于:所述纤维层经过表面处理,具体的表面处理工艺为:
取得到的纤维层,置于50~70℃聚苯乙烯磺酸钠水溶液中,浸没15~30min,干燥,得到改性纤维层。
7.根据权利要求4所述的一种具有高散热性的铝塑板的制备方法,其特征在于:所述聚乙烯颗粒经过改性,具体的改性工艺为:
将聚乙烯颗粒分散于四甲基氢氧化铵水溶液中,加入聚二烯丙基二甲基氯化铵水溶液中,搅拌8~12h;离心,洗涤,干燥,得到改性聚乙烯颗粒。
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