[發明專利]高導熱環保阻燃尼龍復合材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201410019103.2
• 申請日: 2014-01-15
• 公開（公告）號: CN103788633A
• 公開（公告）日: 2014-05-14
• 發明（設計）人: 王可;王毅;侯筱華
• 申請（專利權）人: 中山市點石塑膠有限公司
• 主分類號: C08L77/02
• 分類號: C08L77/02;C08L77/06;C08K13/06;C08K9/06;C08K9/02;C08K7/06;C08K7/14;C08K7/00;C08K3/04;C08K3/08;C08K3/22
• 代理公司: 中山市漢通知識產權代理事務所(普通合伙) 44255
• 代理人: 田子榮

技術領域

本發明涉及高分子材料技術領域，尤其涉及高導熱環保阻燃尼龍復合材料及其制備方法。

背景技術

在工業產品綠色、環保的趨勢下，高分子復合材料替代現有金屬，尤其是電解鋁作為散熱材料迫在眉睫。作為工程塑料之首的尼龍以其優異的性能被廣泛應用，但是由于導熱率低0.25W/mk，阻燃效果差等缺點限制了其在照明、電子、PC等散熱器件領域的應用。

發明內容

本發明的目的旨在克服上述已有技術的不足，提供高導熱環保阻燃尼龍復合材料及其制備方法。

為了達到上述目的，本發明采用如下技術方案。

高導熱環保阻燃尼龍復合材料，其特征在于按重量份數計由下列組分組成：尼龍610-20份、尼龍6610-25份、羰基鐵粉20-30份、銅粉2-5份、鋁粉2-8份、鋅粉2-8份、氫氧化鎂5-40份、多壁碳納米管0.1-0.3份、石墨烯0.1-0.3份、碳纖維0.5-5份、玻璃纖維5-8份、彈性體1-5份、偶聯劑0.1-0.5份、抗氧劑0.1-0.5份。

上述所述羰基鐵粉與銅粉、鋁粉、鋅粉的重量比為10:1:1.1:0.9。

上述所述碳纖維與多壁碳納米管、石墨烯的重量比為5:1:1。

上述所述羰基鐵粉平均粒徑為10-150微米；所述銅粉平均粒徑為50-200微米；所述鋁粉平均粒徑為20-100微米；所述鋅粉平均粒徑為10-100微米。

上述所述氫氧化鎂為納米級氫氧化鎂，平均粒徑為20-200納米。

上述所述多壁碳納米管平均粒徑為1-100納米；所述石墨烯平均粒徑為1-50納米；所述碳纖維平均長徑比為20-50，導熱率500-700W/mk。

上述所述彈性體為POE、SBS、SEBS中的至少一種。

上述所述偶聯劑為硅烷偶聯劑KH560（γ―(2,3-環氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷）。

上述所述抗氧劑為抗氧劑445（4,4’-雙(α,α-二甲基芐基)二苯胺）和抗氧劑619（二硬脂基季戊四醇二亞磷酸酯）兩者復配。

高導熱環保阻燃尼龍復合材料的制備方法，其特征在于包括以下步驟：

（1）將偶聯劑配制成2wt%偶聯劑乙醇溶液，偶聯劑用量為碳纖維重量的0.5%；將碳纖維在丙酮溶液中浸泡30分鐘，去除丙酮溶液，烘干；再將烘干的碳纖維在80%硝酸溶液中刻蝕1分鐘，去除硝酸溶液，烘干；最后用配制好的2wt%偶聯劑乙醇溶液浸泡5分鐘，揮發除去乙醇；

（2）將尼龍6與經步驟（1）處理后的碳纖維通過雙螺桿擠出機熔融擠出、造粒；

（3）將尼龍66與玻璃纖維通過雙螺桿擠出機熔融擠出、造粒；

（4）將偶聯劑配制成2wt%偶聯劑乙醇溶液，偶聯劑用量為羰基鐵粉、銅粉、鋁粉、鋅粉、氫氧化鎂、多壁碳納米管、石墨烯總重量的0.5%；將羰基鐵粉、銅粉、鋁粉、鋅粉、氫氧化鎂、多壁碳納米管、石墨烯與配制好的2wt%偶聯劑乙醇溶液于高速混料機里混合5分鐘，溫度設定60℃；

（5）將步驟（2）和（3）所得的母粒與步驟(4)的混合物料以及彈性體于高速混料機里混合25分鐘，溫度設定60℃；

（6）將經步驟（5）所得的混合料和抗氧劑置于雙螺桿擠出機中，經熔融擠出、造粒。

本發明與現有技術相比，具有如下優點：通過導熱填料的粒徑分布的篩選、阻燃與導熱效果的權重分配、導熱填料的表面刻蝕、增強母粒與導熱母粒的制備，使得尼龍復合材料具有較高的導熱率，達到26.8W/mk，V-0級的阻燃效果，良好的力學性能。

具體實施方式

為便于對本發明的進一步理解，以下結合具體實施例對本發明做詳細描述。

以下實施例中，羰基鐵粉平均粒徑為10-150微米，最佳平均粒徑為20-75微米；銅粉平均粒徑為50-200微米，最佳平均粒徑為65-150微米；鋁粉平均粒徑為20-100微米，最佳平均粒徑為50-100微米；鋅粉平均粒徑為10-100微米，最佳平均粒徑為10-55微米；氫氧化鎂為納米級氫氧化鎂，平均粒徑為20-200納米，最佳平均粒徑為30-150納米；多壁碳納米管平均粒徑為1-100納米；石墨烯平均粒徑為1-100納米。

實施例1