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热固性塑料制件、电器及热固性塑料制件的制作方法与流程

2022-02-24 13:51:49 来源:中国专利 TAG:


1.本发明涉及耐热件领域,尤其是涉及一种热固性塑料制件、电器及热固性塑料制件的制作方法。


背景技术:

2.相关技术中,一些热固性塑料制件例如bmc(bulk molding compound,团状模塑料)制件,可以满足较高的工作温度,长效维持基本性能,应用于投影仪的内结构制件、耐热电器的外壳件等。但热固性塑料制件例如通用的bmc制件相对于一些导热性良好的金属件,依然有难以克服的缺陷。例如,当热固性塑料制件接触热源温度过高时,由于热固性塑料制件导热性能差,局部温度将过高,热量无法快速分散到其它的实体部分。热固性塑料制件的接触热源点的部分将长期处于高温状态,而产生失效风险,这使得其应用受到限制。


技术实现要素:

3.本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此,本发明的一个目的在于提出了一种热固性塑料制件,该热固性塑料制件具有较好的导热性能且整体导热较为均匀,在热固性塑料制件接触温度较高的热源时,热固性塑料制件可以将热量快速分散到其它的实体部分,避免局部长期处在高温,提高了热固性塑料制件的耐热性、可靠性和使用寿命,也使得热固性塑料制件的应用范围更广。
4.本发明还提出了一种热固性塑料制件的制作方法。
5.本发明还提出了一种具有上述热固性塑料制件的电器。
6.根据本发明第一方面实施例的热固性塑料制件,包括:基体,所述基体包含热固性树脂;导热组分,所述导热组分分布在所述基体内,所述导热组分与所述热固性树脂之间通过化学作用力结合,所述化学作用力包括共价键、氢键和极性分子键中的至少一种。
7.根据本发明实施例的热固性塑料制件,通过在基体内分布导热组分,可以提升整体的导热性能,并且通过使得导热组分与热固性树脂之间通过化学作用力结合,在加工制作热固性塑料制件的过程中,由于导热组分与热固性树脂之间通过化学作用力结合,可以增强导热组分与热固性树脂的相容性,使得导热组分较为均匀地分布在基体内,从而在提高热固性塑料制件的导热性能的同时,可以使得热固性塑料制件整体导热较为均匀,在热固性塑料制件接触温度较高的热源时,热固性塑料制件可以将热量快速分散到其它的实体部分,避免局部长期处在高温,提高了热固性塑料制件的耐热性、可靠性和使用寿命,也使得热固性塑料制件的应用范围更广。
8.根据本发明的一些实施例,所述导热组分包括单质碳。
9.在本发明的一些可选实施例中,所述单质碳包括石墨烯、膨胀石墨和导热石墨中的至少一种。
10.根据本发明的一些实施例,所述导热组分与所述基体的质量比值范围为1/20-1/3。
11.根据本发明的一些实施例,所述热固性塑料制件的导热率为3-50w/(m
·
k)。
12.根据本发明的一些实施例,邻近所述热固性塑料制件的上表面的部分为所述热固性塑料制件的表层,所述热固性塑料制件的除去所述表层的其余部分为内层,所述表层内所述导热组分的平均质量浓度为a,所述内层内所述导热组分的平均质量浓度为b,所述a、b满足:|a-b|/(a b)≤0.5。
13.可选地,所述表层的厚度范围为50-200μm。
14.根据本发明的一些实施例,所述热固性塑料制件为bmc制件。
15.根据本发明的一些实施例,所述基体的原材料成分包括:有机溶剂、低聚物树脂和添加剂,所述低聚物树脂包括不饱和聚酯、环氧低聚物和聚氨酯低聚物中的至少一种,所述添加剂包括低收缩剂、引发剂和增稠剂。
16.在本发明的一些可选实施例中,所述有机溶剂包括苯乙烯,所述低收缩剂包括丙烯酸树脂、环氧树脂、饱和聚酯和烯烃聚合物中的至少一种,所述引发剂包括自由基引发剂、阳离子引发剂和阴离子引发剂中的至少一种,所述增稠剂包括氧化镁。
17.在本发明的一些可选实施例中,所述基体的原材料成分还包括填料,所述填料包括氢氧化铝、碳酸钙和玻璃纤维中的至少一种。
18.根据本发明的一些实施例,所述导热组分的表面通过活化处理以形成活化物质,所述活化物质与所述热固性树脂之间通过共价键或氢键结合。
19.在本发明的一些可选实施例中,所述活化物质包含不饱和键和活性基团中的至少一种。
20.可选地,所述活性基团为氨基、羧基、羟基和环氧基中的至少一种。
21.在本发明的一些可选实施例中,所述活化物质与所述导热组分的质量比值范围为0.1~1%。
22.根据本发明第二方面实施例的热固性塑料制件的制作方法,所述热固性塑料制件包括基体和分布在所述基体内的导热组分,所述基体包含热固性树脂,所述制作方法包括:
23.准备制作所述热固性塑料制件所需的基体材料和导热材料,所述基体材料包括有机溶剂、低聚物树脂和添加剂;
24.对所述导热材料的表面进行预处理;
25.将预处理后的所述导热材料与所述基体材料混合;
26.将混合后的所述导热材料与所述基体材料进行成型,以形成所述热固性塑料制件,其中所述导热材料形成所述导热组分,所述基体材料形成所述基体,所述低聚物树脂聚合反应后形成所述热固性树脂,所述导热组分与所述热固性树脂之间通过化学作用力结合,所述化学作用力包括共价键、氢键和极性分子键中的至少一种。
27.根据本发明的热固性塑料制件的制作方法,在将导热材料与基体材料混合之前,对导热材料的表面进行预处理,在注塑成型的过程中,使得导热材料的表面更易于与基体原料中的低聚物树脂产生化学作用力,提高导热材料与基体原料中的低聚物树脂的相容性,使得导热材料较为均匀地分散在基体原料中,以使得形成的热固性塑料制件的导热组分与热固性树脂之间通过化学作用力结合,可以使得导热组分较为均匀地分布在基体内,从而在提高热固性塑料制件的导热性能的同时,可以使得热固性塑料制件整体导热较为均匀,在热固性塑料制件接触温度较高的热源时,热固性塑料制件可以将热量快速分散到其
它的实体部分,避免局部长期处在高温,提高了热固性塑料制件的耐热性、可靠性和使用寿命,也使得热固性塑料制件的应用范围更广。
28.根据本发明的一些实施例,对所述导热材料的表面进行预处理包括对所述导热材料的表面进行活化处理以形成活化物质。
29.在本发明的一些可选实施例中,对所述导热材料的表面进行活化处理包括:
30.在所述导热材料的表面施加偶联剂以接枝活化物质;
31.或者,在所述导热材料的表面原位反应生成活性基团;
32.或者,将所述导热材料的表面氧化生成活性基团。
33.根据本发明第三方面实施例的电器,包括:根据本发明上述第一方面实施例的热固性塑料制件或者根据本发明上述第二方面实施例的制作方法制作而成的热固性塑料制件。
34.根据本发明实施例的电器,通过设置上述的热固性塑料制件,在热固性塑料制件接触温度较高的热源时,热固性塑料制件可以将热量快速分散到其它的实体部分,避免局部长期处在高温,提高了热固性塑料制件的耐热性、可靠性和使用寿命,从而也提高了电器的耐热性、可靠性和使用寿命。
35.根据本发明的一些实施例,所述电器为耐热电器,所述电器的外壳由所述热固性塑料制件构成。
36.可选地,所述电器为烹饪电器。
37.本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本发明的实践了解到。
附图说明
38.本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:
39.图1是根据本发明一些实施例的热固性塑料制件的部分截面示意图;
40.附图标记:
41.内层11;表层12。
具体实施方式
42.下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,仅用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。
43.下面参考图1描述根据本发明实施例的热固性塑料制件。
44.根据本发明第一方面实施例的热固性塑料制件,包括:基体和导热组分。基体包含热固性树脂,导热组分分布在基体内,导热组分与热固性树脂之间通过化学作用力结合,化学作用力包括共价键、氢键和极性分子键中的至少一种。
45.可选地,导热组分可以以颗粒形态分布在基体内,导热组分也可以以纤维形态分布在基体内。
46.所述化学作用力可以仅包括共价键、氢键和范极性分子键中的一种。例如化学作
用力可以仅包括共价键,此时导热组分与热固性树脂之间可以通过共价键结合;化学作用力也可以仅包括氢键,此时导热组分与热固性树脂之间可以通过氢键结合;化学作用力也可以仅包括极性分子键,此时导热组分与热固性树脂之间可以通过极性分子键结合。
47.化学作用力可以包括共价键、氢键和范极性分子键中的两种。例如化学作用力可以仅包括共价键和氢键,此时导热组分与热固性树脂之间可以通过共价键及氢键结合;化学作用力可以仅包括共价键和极性分子键,此时导热组分与热固性树脂之间可以通过共价键及极性分子键结合;化学作用力可以仅包括氢键和极性分子键,此时导热组分与热固性树脂之间可以通过氢键及极性分子键结合。
48.化学作用力可以同时包括共价键、氢键和极性分子键,此时导热组分与热固性树脂之间可以通过共价键、氢键及极性分子键结合。
49.热固性树脂在成型的过程中是发生化学变化,热固性树脂的原料一般为低聚物树脂,低聚物树脂之间发生化学作用以形成共价键,最终聚合形成热固性树脂。简单地复合导热组分难以达到热固性塑料制件较为均匀的导热性。在热固性塑料制件的制作过程中,是将基体的原料和导热组分的原料混合之后进行成型(例如注塑成型),由于热固性树脂在成型的过程中是发生化学变化,由此在热固性塑料制件成型的过程中,可以使得加入至其中的导热组分的原料可以与热固性树脂的原料之间产生化学力作用,提高导热组分的原料与热固性树脂的原料之间的相容性,使得导热组分的原料较为均匀地分散在热固性树脂的原料中,以使得形成的热固性塑料制件的导热组分与热固性树脂之间通过化学作用力结合,可以减少导热组分与制件中其他填料的团聚,也可以减少导热组分在制件底部的聚集,提高导热组分在制件上层的分布量,从而可以使得导热组分较为均匀地分布在基体内,提高导热组分分布的均匀性,从而在提高热固性塑料制件的导热性能的同时,可以使得热固性塑料制件整体导热较为均匀。
50.热固性树脂本身具有较好的耐热性,通过加入导热组分,可以进一步地提高热固性塑料制件的导热性能,并且由于在热固性树脂成型过程是发生化学变化的过程,加入至其中的导热组分可以与热固性树脂之间形成化学力作用,从而使得导热组分较为均匀地分布在基体内,从而在提高热固性塑料制件的导热性能的同时,可以使得热固性塑料制件整体导热较为均匀。
51.在热固性塑料制件接触温度较高的热源时,热固性塑料制件可以将热量快速分散到其它的实体部分,避免局部长期处在高温,提高了热固性塑料制件的耐热性、可靠性和使用寿命,也使得热固性塑料制件的应用范围更广。热固性塑料制件可以作为耐热件使用,例如热固性塑料制件可以作为电器的耐热件使用,在热固性塑料制件受热之后,可以将热量快速分散。
52.其中,导热组分可以包括非金属导热材料(例如碳材料),该非金属导热材料可以与热固性树脂之间具有较强的极性分子键。也可以通过预处理例如活化处理,使得导热组分的表面形成有活化物质,该活化物质可以与热固性树脂之间产生化学作用以使导热组分与热固性树脂之间可以通过共价键或氢键结合。
53.可选地,导热组分可以包括单质碳,单质碳在具有优良导热性能的,从而可以更好地提升热固性塑料制件的导热性能和散热性能,并且单质碳与有机高分子物质中的碳原子之间具有较强的极性分子键力,由此使得导热组件可以与基体中的热固性树脂之间具有较
强的极性分子键力,使得导热组分在基体中具有一定的分散性。
54.例如,单质碳可以包括石墨烯、膨胀石墨和导热石墨中的至少一种。单质碳可以包括石墨烯、膨胀石墨和导热石墨中的一种,单质碳也可以包括石墨烯、膨胀石墨和导热石墨中的两种,或者单质碳可以包括石墨烯、膨胀石墨和导热石墨。由此,使得该形态的单质碳具有良好的导热性能。
55.可选地,热固性塑料制件的导热率为3-50w/(m
·
k)。由此,可以使得热固性塑料制件整体具有较好的导热性,从而使得热固性塑料制件受热之后可以将热量快速分散,避免局部长期处在高温状态而失效。基体中的热固性树脂的导热率一般在0.5w/(m
·
k)以下,通过添加导热组分可以显著地提升热固性塑料制件的导热率,并且热固性塑料制件的导热率整体较为均匀。
56.可选地,热固性塑料制件可以为bmc制件。由此,使得热固性塑料制件具有良好的导热性、散热性的同时,还具有较好的耐热性、阻燃性以及较高的结构强度。
57.根据本发明实施例的热固性塑料制件,通过在基体内分布导热组分,可以提升整体的导热性能,并且通过使得导热组分与热固性树脂之间通过化学作用力结合,在加工制作热固性塑料制件的过程中,由于导热组分与热固性树脂之间通过化学作用力结合,可以增强导热组分与热固性树脂的相容性,使得导热组分较为均匀地分布在基体内,从而在提高热固性塑料制件的导热性能的同时,可以使得热固性塑料制件整体导热较为均匀,在热固性塑料制件接触温度较高的热源时,热固性塑料制件可以将热量快速分散到其它的实体部分,避免局部长期处在高温,提高了热固性塑料制件的耐热性、可靠性和使用寿命,也使得热固性塑料制件的应用范围更广。
58.根据本发明的一些实施例,导热组分与基体的质量比值范围为1/20-1/3。由此,通过将导热组分与基体的质量比值设置在上述范围内,既可以避免由于导热组分的比重过小而使得热固性塑料制件的导热性提升过小,并且可以避免由于导热组分的比重过大而导致热固性塑料制件的整体的结构强度及韧性变差,从而使得热固性塑料制件在具有良好的导热性和散热性的同时,具有较高的结构强度和韧性。
59.根据本发明的一些实施例,参照图1,邻近热固性塑料制件的上表面的部分为热固性塑料制件的表层12,热固性塑料制件的除去表层12的其余部分为内层11,表层12内导热组分的平均质量浓度为a,内层11内导热组分的平均质量浓度为b,所述a、b满足:|a-b|/(a b)≤0.5。在热固性塑料制件加工成型的过程中,通过使得加入至其中的导热组分的原料可以与热固性树脂的原料之间产生化学力作用,提高导热组分的原料与热固性树脂的原料之间的相容性,使得导热组分的原料较为均匀地分散在热固性树脂的原料中,以使得形成的热固性塑料制件的导热组分与热固性树脂之间通过化学作用力结合,从而可以使得导热组分较为均匀地分布在基体内。a相对b过大时,热固性塑料制件中导热组分在表层12中含量过高,热固性塑料制件的整体力学性能将偏低,从而影响机械使用;a相对于b过小时,热固性塑料制件中导热组分在表层12中含量过低,热固性塑料制件的表层12热阻过大,热固性塑料制件表层12温度将无法散开而导致过热。通过将a与b的差值限定在上述范围内,可以控制热固性塑料制件的表层12的导热组分的质量浓度与热固性塑料制件的除去表层12其他部分内的导热组分的质量浓度的差异较小,从而避免热固性塑料制件不同部分的导热性能和力学性能存在较大差异,可以使得热固性塑料制件整体导热性及力学性能较为均匀。
60.可选地,表层12的厚度d的取值范围为50-200μm,例如表层12的厚度d可以为100μm。发明人在生产试验中发现,普通的热固性性塑料制件例如bmc制件,其原料中除了包括主要的低聚物树脂,通常还会加入填料以改善其其他方面的性能,在热固性塑料制件的加工成型过程中,在固化后有机树脂倾向于向热固性性塑料制件的表面外浮,这造成热固性塑料制件的表层12的填料含量要低于其内层11。导热组分例如单质碳又易与填料(例如碳酸钙等)团聚,造成导热组分在热固性塑料制件的表层12中的含量相对导热组分在热固性性塑料制件的内层11中的含量要明显降低,发生分层现象,该分层的明显界限一般在至热固性性塑料制件的上表面50-200μm处,因此,通过将表层12的厚度设置在上述范围内,且通过提高导热组分与热固性树脂的相容性,以使得表层12内导热组分的含量与内层11内导热组分的含量差异较小,使得导热组分的分布较为均匀。
61.根据本发明的一些实施例,基体的原材料成分包括:有机溶剂、低聚物树脂和添加剂,低聚物树脂包括不饱和聚酯、环氧低聚物和聚氨酯低聚物中的至少一种,添加剂包括低收缩剂、引发剂和增稠剂。在热固性性塑料制件成型的过程中,低聚物树脂可以发生聚合反应以生成热固性树脂,在此过程中导热组分可以与低聚物树脂之间产生化学力作用,例如导热组分包括单质碳时,导热组分可以与低聚物树脂发生反应以形成共价键或者两者之间通过氢键、极性分子键等结合。例如,在低聚物树脂包括不饱和聚酯时,通过不饱和聚酯发生聚合反应以生成热固性树脂,在此过程中导热组分可以与不饱和聚酯之间产生化学作用力;在低聚物树脂包括环氧低聚物时,通过环氧低聚物发生聚合反应以生成热固性树脂,在此过程中导热组分可以与环氧低聚物之间产生化学作用力;在低聚物树脂包括聚氨酯低聚物时,通过聚氨酯低聚物发生聚合反应以生成热固性树脂,在此过程中导热组分可以与聚氨酯低聚物之间产生化学作用力。
62.其中,有机溶剂可以包括苯乙烯,低收缩剂可以包括丙烯酸树脂、环氧树脂、饱和聚酯和烯烃聚合物中的至少一种,引发剂可以包括自由基引发剂、阳离子引发剂和阴离子引发剂中的至少一种,增稠剂可以包括氧化镁。
63.在本发明的一些可选实施例中,基体的原材料成分还包括填料,填料包括氢氧化铝、碳酸钙和玻璃纤维中的至少一种。其中,氢氧化铝和碳酸钙的加入,可以提高热固性塑料制件的耐热性、阻燃性和结构强度;玻璃纤维的加入,可以显著地提高热固性塑料制件的结构强度,并且也可以提高耐热性。
64.例如,在本发明的一些具体示例中,热固性塑料制件为bmc制件,热固性塑料制件包括有机溶剂、低聚物树脂、添加剂和填料,其中低聚物树脂包括不饱和聚酯、环氧低聚物和聚氨酯低聚物中的至少一种,添加剂包括低收缩剂、引发剂和增稠剂,有机溶剂为苯乙烯,低收缩剂包括丙烯酸树脂、环氧树脂、饱和聚酯和烯烃聚合物中的至少一种,引发剂包括自由基引发剂、阳离子引发剂和阴离子引发剂中的至少一种,增稠剂为氧化镁,填料包括氢氧化铝、碳酸钙和玻璃纤维。其中,低聚物树脂、低收缩剂、有机溶剂、引发剂、增稠剂、氢氧化铝、碳酸钙以及玻璃纤维的质量占比分别为:15~30%、2~10%、5~20%、0.1~0.5%、0~1%、0~50%、0~50%、5~25%。
65.其中,碳酸钙的导热率为1w/(m
·
k),玻璃纤维的导热率为0.27w/(m
·
k),低聚物树脂聚合反应后形成的热固性树脂的导热率一般也在0.5w/(m
·
k)以下,远低于铸铝的导热率200w/(m
·
k),这造成普通的bmc制件局部热量聚集后,很难散开,制件温度过高,而应
用受限。通过在bmc材料中复合具有高导热特性的导热组分例如碳材料,如膨胀石墨(导热率为500w/(m
·
k))、石墨烯(导热率为3000(m
·
k))等,这将大幅提升制件的导热性与耐热性。并且,通过使得导热组分与热固性树脂之间产生化学作用力,提高导热组分与热固性树脂之间的相容性,从而使得导热组分较为均匀地分布在热固性树脂内,使得热固性塑料制件的导热性更为均匀。
66.根据本发明的一些实施例,导热组分的表面通过活化处理以形成活化物质,活化物质与热固性树脂之间通过共价键或氢键结合。由此,通过对导热组分的表面进行活化处理,例如在导热组分为单质碳时,可以对单质碳(例如石墨烯、膨胀石墨、导热石墨等)的表面进行活化处理,使得导热组分表面形成的活化物质可以与热固性树脂之间通过共价键或氢键结合,与极性分子键相比,共价键或氢键的作用力更强,从而可以进一步地提高导热组分与热固性树脂之间的相容性,进一步提高导热组分在热固性树脂内的分散程度,从而进一步地提高热固性塑料制件的各个部分导热的均匀性,使得热固性塑料制件的导热性、耐热性和散热性更好。
67.在本发明的一些可选实施例中,活化物质可以包含不饱和键和活性基团中的至少一种。活化物质可以包含不饱和键,不饱和键可以为双键(例如碳-碳双键)或三键,活化物质的不饱和键不稳定,此时活化物质容易与低聚物树脂发生化学反应,使得导热组分与热固性树脂之间形成共价键。活化物质可以包含活性基团,活性基团可以与低聚物树脂发生化学反应,使得导热组分与热固性树脂之间形成共价键作用;活性基团也可以与低聚物树脂之间形成氢键作用,从而使得导热组分与热固性树脂之间形成氢键作用。在活化物质同时包括不饱和键和活性基团时,活化物质的不饱和键可以与低聚物树脂发生化学反应,活化物质的活性基团可以与低聚物树脂发生化学反应或形成氢键作用,从而使得导热组分与热固性树脂之间形成共价键作用,同时也可以形成氢键作用。在活化物质包括活性基团时,活性基团本身也可以具有不饱和键,从而使得活性基团也可以与低聚物树脂之间发生化学反应,使得导热组分与热固性树脂之间形成共价键作用,同时也可以形成氢键作用。
68.可选地,活性基团可以为氨基、羧基、羟基和环氧基中的至少一种。活性基团的种类的可以根据低聚物树脂的种类进行匹配,使得活性基团与低聚物树脂之间形成共价键和\或氢键。
69.下面举例说明不同的低聚物树脂类型所匹配的活化物质的种类。
70.例如,在低聚物树脂包括不饱和聚酯时,活性物质可以包含活性基团,活性基团可以包括氨基、羧基和羟基中的至少一个,此时活性基团可以与不饱和聚酯之间形成氢键作用,从而使得导热组分与热固性树脂之间形成氢键作用;活性物质也可以包含不饱和键,此时活性物质可以与不饱和聚酯发生反应,从而使得导热组分与热固性树脂之间形成共价键作用。
71.再例如,在低聚物树脂包括环氧低聚物时,活性物质可以包含活性基团,活性基团包括氨基和环氧基中的至少一种,此时活性基团可以与环氧低聚物发生化学反应形成共价键,从而使得导热组分与热固性树脂之间形成共价键作用;活性基团还可以包括羧基和羟基中的至少一种,此时活性基团可以与环氧低聚物形成氢键,从而使得导热组分与热固性树脂之间形成氢键作用;还可以是活性基团包括氨基和环氧基中的至少一种的同时,活性基团还包括羧基和羟基中的至少一种,由此使得导热组分与热固性树脂之间形成同时具有
共价键作用和氢键作用。
72.又例如,在低聚物树脂包括聚氨酯低聚物时,活性基团包括氨基和羟基中的至少一种,此时活性基团可以与聚氨酯低聚物发生化学反应形成共价键,从而使得导热组分与热固性树脂之间形成共价键作用;活性基团还可以包括羧基,此时活性基团可以与聚氨酯低聚物形成氢键,从而使得导热组分与热固性树脂之间形成氢键作用;还可以是活性基团包括氨基和羟基中的至少一种的同时,活性基团还包括羧基,由此使得导热组分与热固性树脂之间形成同时具有共价键作用和氢键作用。
73.另外,在导热组分包括单质碳时,对单质碳的表面进行活化处理之后形成上述的活化物质,使得导热组分与热固性树脂之间形成共价键和/或氢键的同时,单质碳本身可以与热固性树脂之间具有极性分子键。
74.在本发明的一些可选实施例中,活化物质与导热组分的质量比值范围为0.1~1%。由此,可以避免由于活化物质含量较低而导致导热组分本身的活性较低,并且可以避免由于活化物质含量过高而导致导热组分例如碳粉易于发生团聚。因此,通过将活化物质与导热组分的质量比值设置在上述范围内,既可以使得导热组分的表面具有足够的活化物质,以有利于导热组分均匀分散在热固性树脂中,并且可以防止导热组分本身发生团聚,从而更好地提升导热组分的分散均匀性。
75.根据本发明第二方面实施例的热固性塑料制件的制作方法,热固性塑料制件可以为bmc制件,热固性塑料制件包括基体和分布在基体内的导热组分,基体包含热固性树脂,所述制作方法包括:
76.准备制作热固性塑料制件所需的基体材料和导热材料,基体材料包括有机溶剂、低聚物树脂和添加剂,其中有机溶剂可以包括苯乙烯,低聚物树脂可以包括不饱和聚酯、环氧低聚物和聚氨酯低聚物中的至少一种,添加剂可以包括低收缩剂、引发剂和增稠剂,低收缩剂可以包括丙烯酸树脂、环氧树脂、饱和聚酯和烯烃聚合物中的至少一种,引发剂可以包括自由基引发剂、阳离子引发剂和阴离子引发剂中的至少一种,增稠剂可以包括氧化镁,导热材料可以包括碳材料;
77.对导热材料的表面进行预处理;
78.将预处理后的导热材料与基体材料混合;
79.将混合后的导热材料与基体材料进行成型(例如注塑成型),以形成热固性塑料制件,其中导热材料形成导热组分,基体材料形成基体,低聚物树脂聚合反应后形成热固性树脂,导热组分与热固性树脂之间通过化学作用力结合,化学作用力包括共价键、氢键和极性分子键中的至少一种。
80.在将导热材料与基体材料混合之前,通过对导热材料的表面进行预处理,使得导热材料更易于与低聚物树脂之间发生化学作用,提高了导热材料与低聚物树脂之间的相容性,使得导热材料较为均匀地混合在基体材料中,在成型的过程中,由于导热材料与低聚物树脂之间发生化学作用,从而使得成型之后的热固性塑料制件的导热组分与热固性树脂之间具有化学力作用,该化学作用力包括共价键、氢键和极性分子键中的至少一种,使得导热组分较为均匀地分散在基体的热固性树脂中。
81.例如,在将导热材料与基体材料混合之前,对导热材料的表面进行预处理可以包括对导热材料的表面进行活化处理以形成活化物质。在将导热材料与基体材料混合之前,
通过对导热材料的表面进行活化处理,使得导热材料的表面形成活化物质,该活化物质可以与低聚物树脂之间形成共价键和/或氢键作用,提高了导热材料与低聚物树脂之间的相容性,使得导热材料较为均匀地混合在基体材料中,在注塑成型的过程中,由于导热材料表面的活化物质可以与低聚物树脂之间形成共价键和/或氢键作用,从而使得成型之后的热固性塑料制件的导热组分与热固性树脂之间形成共价键和/或氢键作用,使得导热组分较为均匀地分散在基体的热固性树脂中。
82.在导热组分包括单质碳时(导热材料包括碳材料时),对单质碳的表面进行活化处理之后形成上述的活化物质,使得导热组分与热固性树脂之间形成共价键和/或氢键的同时,单质碳本身可以与热固性树脂之间具有范德华力。
83.根据本发明的热固性塑料制件的制作方法,在将导热材料与基体材料混合之前,对导热材料的表面进行预处理,在注塑成型的过程中,使得导热材料的表面更易于与基体原料中的低聚物树脂产生化学作用力,提高导热材料与基体原料中的低聚物树脂的相容性,使得导热材料较为均匀地分散在基体原料中,以使得形成的热固性塑料制件的导热组分与热固性树脂之间通过化学作用力结合,可以使得导热组分较为均匀地分布在基体内,从而在提高热固性塑料制件的导热性能的同时,可以使得热固性塑料制件整体导热较为均匀,在热固性塑料制件接触温度较高的热源时,热固性塑料制件可以将热量快速分散到其它的实体部分,避免局部长期处在高温,提高了热固性塑料制件的耐热性、可靠性和使用寿命,也使得热固性塑料制件的应用范围更广。
84.在本发明的一些实施例中,对导热材料的表面进行活化处理以形成活化物质,其中活化物质可以包含活性基团和不饱和键中的至少一种,对导热材料的表面进行活化处理包括:
85.在导热材料的表面施加偶联剂以接枝活化物质,例如可以在导热材料的表面喷涂硅烷偶联剂接枝活化物质,活化物质可以包含活性基团和不饱和键中的至少一种,其中活性基团可以包括氨基、羧基、羟基和环氧基中的至少一种;
86.或者,在所导热材料的表面原位反应生成活性基团,例如可以将导热材料浸入含有氧化剂的溶液中原位反应生成活性基团,该活性基团可以包括羟基、羧基和氨基中的至少一种;
87.或者,将导热材料的表面氧化生成活性基团,例如可以将导热材料放置在密闭烘箱中,加热并通入少量氧气氧化生成活性基团,该活性基团可以为羟基和羧基中的至少一种,在导热材料为碳材料时,活性基团可以包括羟基和羧基;在导热材料为碳材料及其他材料时,活性基团可以包括羟基。
88.由此,通过对导热材料的表面采用上述表面活化方法处理,可以方便地实现在导热材料的表面形成活化物质,且可以通过控制反应条件以控制活化物质所占比例。
89.在本发明的一些可选实施例中,在将导热材料浸入含有氧化剂的溶液中原位反应生成活性基团的方法中,氧化剂可以包括硫酸、磷酸和硝酸中的至少一种。由此,使得氧化剂的氧化强度较高且易于获得,从而使得导热材料浸入含有该氧化剂的溶液中后,易于原位反应生成活性基团且通过控制氧化剂的浓度等条件使得导热材料表面形成的活化物质的量可控。
90.其中,在氧化剂包括硫酸时,可以使得导热材料的表面形成的活化物质包括羟基
和羧基中的至少一种,在导热材料为碳材料时,活性基团可以包括羟基和羧基;在导热材料为碳材料及其他材料时,活性基团可以包括羟基。在氧化剂包括磷酸时,可以使得导热材料的表面形成的活性物质包括羟基和羧基中的至少一种,在导热材料为碳材料时,活性基团可以包括羟基和羧基;在导热材料为碳材料及其他材料时,活性基团可以包括羟基。在氧化剂包括硝酸时,可以使得导热材料的表面形成的活化物质包括氨基。
91.根据本发明第三方面实施例的电器,包括:根据本发明上述第一方面实施例的热固性塑料制件或者根据本发明上述第二方面实施例的制作方法制作而成的热固性塑料制件,该热固性塑料制件可以用于电器的耐热结构件。
92.可选地,电器为耐热电器,电器的外壳由热固性塑料制件构成。由此,在外壳接触电器的温度较高的热源时,热固性塑料制件可以将热量快速分散到其它的实体部分,避免局部长期处在高温,提高了热固性塑料制件的耐热性、可靠性和使用寿命,从而也提高了电器的耐热性、可靠性和使用寿命。
93.可选地,电器可以为烹饪电器,例如该烹饪电器可以为煎饼机,烹饪电器的外壳由热固性塑料制件构成。
94.根据本发明实施例的电器,通过设置上述的热固性塑料制件,在热固性塑料制件接触温度较高的热源时,热固性塑料制件可以将热量快速分散到其它的实体部分,避免局部长期处在高温,提高了热固性塑料制件的耐热性、可靠性和使用寿命,从而也提高了电器的耐热性、可靠性和使用寿命。
95.在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
96.尽管已经示出和描述了本发明的实施例,本领域的普通技术人员可以理解:在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
再多了解一些

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