[發(fā)明專利]一種高導(dǎo)熱的尼龍復(fù)合材料及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210156510.9
• 申請日: 2012-05-21
• 公開（公告）號: CN102775767A
• 公開（公告）日: 2012-11-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 黃立波
• 申請（專利權(quán)）人: 寧波泛龍塑料新材料有限公司
• 主分類號: C08L77/02
• 分類號: C08L77/02;C08K13/06;C08K9/04;C08K3/04;C08K3/08;C08K7/06;B29C47/92
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務(wù)所有限公司 33109
• 代理人: 尉偉敏

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及高分子材料領(lǐng)域，尤其涉及一種高導(dǎo)熱的尼龍復(fù)合材料及其制備方法。

背景技術(shù)

目前國內(nèi)對不同領(lǐng)域的導(dǎo)熱復(fù)合材料的研究報道多是導(dǎo)熱膠粘劑、導(dǎo)熱橡膠、導(dǎo)熱灌封材料，對高導(dǎo)熱性塑料材料的研究主要是以PE、PP和環(huán)氧樹脂為基材，而對熱塑性工程塑料的研究和專利較少。產(chǎn)量居工程塑料首位的尼龍，由于具有優(yōu)良的力學(xué)性能和較好的電性能，又具有耐磨、耐油、耐溶劑、自潤滑、耐腐蝕及良好的加工性能等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛地應(yīng)用于汽車、電子電器、機(jī)械、電氣、兵器等領(lǐng)域。尼龍6（polyamide?6，簡稱PA6）是一種優(yōu)異的工程塑料，具有優(yōu)良的無缺口耐沖擊性能。而其導(dǎo)熱系數(shù)較低，為0.30W/m·k，這限制了其在散熱、導(dǎo)熱等領(lǐng)域的應(yīng)用。

中國專利公布號CN?102372919?A，公布日2012年3月14日，名稱為一種耐磨尼龍66納米復(fù)合材料，該申請案公開了一種耐磨尼龍66納米復(fù)合材料，由以下組份按重量份組成，98-100的尼龍66?、0.05-1的納米氮化硅、0.1-0.4的抗氧劑1010和0.1-0.4的抗氧劑168。其不足之處在于，制得的尼龍復(fù)合材料導(dǎo)熱性能差。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的之一在于為了解決現(xiàn)有技術(shù)尼龍復(fù)合材料導(dǎo)熱性能差的缺陷而提供一種高導(dǎo)熱的尼龍復(fù)合材料。

本發(fā)明的另一個目的是提供一種高導(dǎo)熱的尼龍復(fù)合材料的制備方法。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種高導(dǎo)熱的尼龍復(fù)合材料，所述尼龍復(fù)合材料由以下重量百分比的原料混合制成：尼龍6?35-89%、經(jīng)表面處理的石墨粉10-60%、改性助劑0.6-5%、稀土元素釔0.1-0.2%和鋁纖維0.2-10%。在本技術(shù)方案中，尼龍6的導(dǎo)熱系數(shù)僅為0.30?W/m·k，石墨粉具有導(dǎo)熱率高、易分散及性能穩(wěn)定的特性，在尼龍6粉粒中加入石墨粉，有利于提高復(fù)合材料的導(dǎo)熱性能；而鋁纖維是與傳統(tǒng)的鋼纖維銅纖維相比更具有熔點(diǎn)低、硬度低、可消音、導(dǎo)熱性能好、無重金屬污染等特性，鋁比重是銅的30%，故選用鋁纖維，加入鋁纖維更進(jìn)一步的提升復(fù)合材料的導(dǎo)熱性能。加入0.6-5%的改性助劑，可以有效的改善尼龍6復(fù)合材料的性能，若加入過多，則會引起尼龍6復(fù)合材料性能的變差；加入0.2-10%額鋁纖維，可以有效提高尼龍6復(fù)合材料的導(dǎo)熱系數(shù)，但是加入過多，則會引起尼龍6復(fù)合材料的塑性急劇降低；稀土元素釔作為一種高溫超導(dǎo)體，其導(dǎo)熱性能卓越，若加入過多，則會因釔在空氣中不穩(wěn)定而引起尼龍6復(fù)合材料性能的降低，故本發(fā)明經(jīng)過反復(fù)試驗(yàn)比較及優(yōu)化，確定尼龍6?35-89%、經(jīng)表面處理的石墨粉10-60%、改性助劑0.6-5%、稀土元素釔0.1-0.2%和鋁纖維0.2-10%。

作為優(yōu)選，所述改性助劑由以下重量百分比的物質(zhì)組成：抗氧劑0.1-10%、光穩(wěn)定劑0.1-10%、分散劑0.1-80%與偶聯(lián)劑0.1-80%。在本技術(shù)方案中，抗氧劑選用抗氧劑B225，其由主抗氧劑1010和輔助抗氧劑168復(fù)配而成，能維持原有的熔融指數(shù)，低色污。光穩(wěn)定劑選用783；分散劑選用霍尼韋爾A-C?6A，偶聯(lián)劑為鈦酸酯偶聯(lián)劑NDZ311。

作為優(yōu)選，所述經(jīng)表面處理的石墨粉的表面處理的具體步驟為將石墨粉含量的1/10-1/2的鋁酸酯與石墨粉攪拌25-35min；石墨粉的細(xì)度為100-150μm。在本技術(shù)方案中，將石墨粉經(jīng)過表面處理，提高細(xì)度、亮度并降低粘度，增加石墨粉的附著力。

作為優(yōu)選，所述鋁纖維的直徑為25-35μm，長度為2-4mm。

作為優(yōu)選，所述尼龍6的粒度為80-100目。

一種高導(dǎo)熱的尼龍復(fù)合材料的制備方法，所述制備方法包括以下步驟：

a）將尼龍6研磨，得到80-100目的尼龍6粉粒，在氮?dú)夥諊拢瑢⑾⊥猎蒯惸コ?-4mm的粉粒；

b）將步驟a）得到的尼龍6粉粒與稀土元素釔和經(jīng)表面處理的石墨粉、改性助劑在氮?dú)夥諊?，用高速配料攪拌機(jī)攪拌5-20min，然后向高速配料攪拌機(jī)內(nèi)加入鋁纖維，繼續(xù)攪拌2-3min，得到混合物料；

c）將步驟b）制得的混合物料經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)螺桿擠出成型。

作為優(yōu)選，步驟c）中，雙螺桿擠出機(jī)的加工溫度為280-295℃，喂料頻率5-20Hz，主機(jī)轉(zhuǎn)速200-500r/min。

作為優(yōu)選，所述尼龍復(fù)合材料由以下重量百分比的原料混合制成：尼龍6?35-89%、經(jīng)表面處理的石墨粉10-60%、改性助劑0.6-5%、稀土元素釔0.1-0.2%和鋁纖維0.2-10%。