[發(fā)明專利]一種導(dǎo)熱尼龍復(fù)合材料及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210260475.5
• 申請日: 2012-07-25
• 公開（公告）號: CN102757640A
• 公開（公告）日: 2012-10-31
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 高原;梁效禮;楊冬;黃俊輝
• 申請（專利權(quán)）人: 東莞市意普萬尼龍科技股份有限公司
• 主分類號: C08L77/00
• 分類號: C08L77/00;C08L77/02;C08L77/06;C08L51/06;C08L51/00;C08K13/04;C08K7/00;C08K3/04;C08K7/06;C08K3/22;C08K3/28;C08K3/38;C08K3/34
• 代理公司: 廣州三環(huán)專利代理有限公司 44202
• 代理人: 張艷美;郝傳鑫

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及導(dǎo)熱材料技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及一種導(dǎo)熱尼龍復(fù)合材料及其制備方法。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)的塑料多為絕熱材料，CoolPoly公司開發(fā)的導(dǎo)熱塑料為這一領(lǐng)域帶來新的契機。CoolPoly公司導(dǎo)熱塑料的商業(yè)化應(yīng)用始于1998年，已制造大約上百萬制件該產(chǎn)品在多個領(lǐng)域獲得成功，廣泛應(yīng)用于各種消費電子、電力電子、汽車、摩托車、照明，醫(yī)用設(shè)備及其它用具等。CoolPoly導(dǎo)熱塑料以工程塑料和通用塑料為基材，如PP、ABS、PC、PA、LCP、PPS、PEEK等。典型的導(dǎo)熱塑料熱傳導(dǎo)率范圍為1-20W/m-K，某些品級可以達到100W/m-K。這一數(shù)值大約是傳統(tǒng)塑料的5-100倍，一般的熱傳導(dǎo)率只有0.2W/m-K。這一傳導(dǎo)率也與一些金屬相當(dāng)，如不銹鋼的熱傳導(dǎo)率為15W/m-K，一些鑄鋁合金的熱傳導(dǎo)率為50-100W/m-K。

與傳統(tǒng)材料相比，導(dǎo)熱塑料有較高的耐屈撓性和拉伸剛度，但抗沖擊強度較差。導(dǎo)熱塑料主要可用于代替一些對制件尺寸有嚴格要求的微型電子組件、光學(xué)組件、機械組件和醫(yī)用組件的金屬或陶瓷制件。當(dāng)以彈性體為基材時，可用作墊圈、減振器或接觸材料。導(dǎo)熱塑料把塑料成型的簡易性與優(yōu)異的熱傳導(dǎo)性相結(jié)合，可以通過注射成型實現(xiàn)某些金屬或陶瓷一樣的熱傳遞能力。同時，這一新型材料可以為設(shè)計師提供更多的設(shè)計自由度，而且制件的重量只有鋁制品的一半。利用導(dǎo)熱塑料加工可縮短成型周期20%~50%并且其固有的低熱膨脹系數(shù)可有效減少制件收縮。

然而，導(dǎo)熱塑料很難同時兼具導(dǎo)熱性能高和優(yōu)異的力學(xué)性能，難以滿足實際需要的使用性能，從而限制了導(dǎo)熱塑料的廣泛應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種導(dǎo)熱尼龍復(fù)合材料及其制備方法，其具有較高的導(dǎo)熱性能和優(yōu)異的力學(xué)性能，推動了導(dǎo)熱塑料的廣泛應(yīng)用。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：一種導(dǎo)熱尼龍復(fù)合材料，包括組分及各組分的質(zhì)量百分含量如下：

所述熱塑性聚合物選自PA6、PA66、PA612、PA11、PA12、PA1010、PPA、PA46、PA6T、PA9T和PA6/66共聚物中的一種或數(shù)種的組合物；所述相容劑為馬來酸酐接枝乙烯-1-辛烯共聚物（POE-g-MAH）、馬來酸酐接枝熱塑性彈性體(TPE-g-MAH)、馬來酸酐接枝乙烯—丙烯-環(huán)戊二烯三元共聚物（三元乙丙橡膠）（EPDM-g-MAH）中的一種或多種的混合物；所述高導(dǎo)熱纖維為碳納米管、碳纖維或二者的混合物；所述高導(dǎo)熱填料為石墨烯、納米氧化鋁、氮化鋁、氮化硼、碳化硅、鱗片狀高導(dǎo)熱碳粉中的一種或多種的混合物；所述助劑包含耐溫抗老化劑、潤滑劑、成核劑、支化劑和擴鏈劑。

下列各組分在所述導(dǎo)熱尼龍復(fù)合材料總量中的質(zhì)量百分比為：

所述耐溫抗老化劑為受阻酚類抗氧劑，亞磷酸酯類抗氧劑和堿金屬鹵化物中的一種或多種的混合物。

所述潤滑劑為硬酯酸鈣，乙撐雙硬脂酸酰胺、硅酮粉或其任意組合物。

所述成核劑選自滑石粉。

所述支化劑化學(xué)結(jié)構(gòu)式為：

其中，R為芳香族鏈段、脂肪族鏈段或脂環(huán)族鏈段，R’為能與尼龍端基發(fā)生反應(yīng)的氨基、羧基、環(huán)氧基或羥基官能團，R’官能團數(shù)量≥3。

所述支化劑為三羧基苯磺酸、三氨基三苯甲烷或三羥基環(huán)氧丙烷中的一種或多種的混合物。

所述擴鏈劑選自巴斯夫ADR-4370、布呂格曼M1251、馬來酸酐接枝尼龍6中的一種或多種的混合物。

所述導(dǎo)熱復(fù)合材料的制備方法，包括如下具體步驟：

步驟A:按配方稱量尼龍，相容劑，高導(dǎo)熱纖維，高導(dǎo)熱填料和助劑；將稱量的熱塑性聚合物、相容劑，高導(dǎo)熱纖維和助劑投入低速混合機，滴入分散油后，混合5～10分鐘；

步驟B：將高導(dǎo)熱填料加入低速混料機，混合5～10分鐘，得共混物料；

步驟C：將步驟B)所得共混物料投入TE-75雙螺桿擠出機，混勻后，熔融擠出，溫度在為170℃～285℃，轉(zhuǎn)速為200～400r/min;

步驟D)冷卻后切粒篩分；

步驟E）包裝。

同現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點：

1）通過支化劑的作用，可使基體樹脂分子結(jié)構(gòu)由直鏈狀轉(zhuǎn)變?yōu)榫W(wǎng)狀，大大提升了制品機械性能，因為獨特的星型支化劑對分子結(jié)構(gòu)的作用，材料塑化過程中分子呈滾動式運動，基體樹脂流動性大幅提升，對導(dǎo)熱纖維和導(dǎo)熱填充物的分散有著顯著作用，有利于改性及注塑加工的穩(wěn)定性。