[發明專利]一種石墨烯改性的阻燃導熱尼龍塑料及其制備方法

在審

• 申請號: 201710980543.8
• 申請日: 2017-10-19
• 公開（公告）號: CN108690350A
• 公開（公告）日: 2018-10-23
• 發明（設計）人: 林鳳龍;宋立軍
• 申請（專利權）人: 廈門稀土材料研究所
• 主分類號: C08L77/02
• 分類號: C08L77/02;C08L87/00;C08K13/04;C08K7/18;C08K3/38;C08K3/16;C08K3/04;C08K7/00;C08K7/24;C09K5/14
• 代理公司: 北京知元同創知識產權代理事務所(普通合伙) 11535
• 代理人: 劉元霞

本發明提供了一種石墨烯改性的阻燃導熱尼龍塑料，包含以下質量分數的成分：高流動性尼龍6為44～72％；負離子粉5～10％；磺化石墨烯5～10％；球形陶瓷粉體1～3％；聚酰胺彈性體3～6％；阻燃劑10～20％；阻燃協效劑3～5％；加工助劑1～2％。同時也公布了其制備方法。采用本發明技術制備的石墨烯改性的阻燃導熱尼龍塑料，在具備高導熱的同時又具備阻燃性能，導熱系數達到5W/m.以上，阻燃等級為V?0。

技術領域

本發明涉及一種尼龍復合材料，具體涉及一種石墨烯改性的阻燃導熱尼龍塑料及其制備方法，屬于化工材料技術領域。

背景技術

近些年來，隨著工業生產和科學技術的發展，大功率電子、電氣產品得到快速發展，出現越來越多的由于產品發熱，導致產品功效降低，使用壽命縮短等問題。有資料表明，電子元器件溫度每升高2℃，其可靠性下降10％；50℃時的壽命只有25℃時的1/6。

尼龍6是一種性能優異的熱塑性工程塑料，具有優良的力學性能，較好的電性能以及耐磨，耐油、耐溶劑等優點，廣泛應用于汽車，電子電器，機械等領域，特別是在LED照明領域。但是，尼龍6是熱的絕緣體，長時間使用，容易導致材料溫度升高，對LED燈壽命產生影響。目前通常采用高添加量的導熱填料例如氧化鋁，氮化硅等對尼龍6進行導熱改性，但這同時會損失尼龍的其他性能，例如力學性以及耐久性。

石墨烯目前是世上最薄(單層0.335nm)卻也是最堅硬的納米材料，它幾乎是完全透明的，可見光吸收率僅為2.3％。石墨烯的電子導電性良好，常溫下其電子遷移率高于15000cm²/V.s，而電阻率僅為10^-6Ω·cm，為目前世上電阻率最小的材料。石墨烯是由sp2雜化碳原子緊密排列形成，具有獨特的二維周期蜂窩狀點陣結構，其結構單元中所存在的穩定碳六元環賦予其優異的熱性能，被認為是優秀的熱控材料。在尼龍中加入石墨烯可以極大的提高熱傳導性，以石墨烯為填料的高導熱塑料能夠滿足熱管理、電子工業中高密度、高集成度組裝發展的要求。

發明內容

針對現有技術的缺陷，本發明提供一種導熱性能優異，加工成型簡單，而且具備優異阻燃性能的阻燃導熱尼龍塑料及其制備方法。

本發明的技術方案為：

一種石墨烯改性的阻燃導熱尼龍塑料，包含以下質量分數的成分：

高流動性尼龍6為44～72％；負離子粉5～10％；磺化石墨烯5～10％；球形陶瓷粉體1～3％；聚酰胺彈性體3～6％；阻燃劑10～20％；阻燃協效劑3～5％；加工助劑1～2％。

所述負離子粉為為電氣石粉和氯化鑭的復合物，復配質量比例為1:2～1:4。

其中，所述的磺化石墨烯的尺寸為400nm～3μm，厚度1～30nm，所述磺化石墨烯中C和S的摩爾比為10:1～5:1；

其中，所述高流動性尼龍的相對粘度為1.8～4.0dl/g；

其中，所述球形陶瓷粉體為氮化鋁、氮化硅、四硼化鎢中的一種或其組合，其粒徑為200nm～500nm；

其中，所述的阻燃劑為膨脹型納米石墨片，粒徑為1～5μm；

其中，所述的阻燃協效劑為蜜胺氰尿酸鹽、蜜胺正磷酸鹽、二蜜胺磷酸鹽中一種或其組合；

其中，所述的聚酰胺彈性體為PA11和聚氧四甲撐二醇的嵌段共聚物；

其中，所述的加工助劑為抗氧劑、成核劑、潤滑劑中的一種或其組合。

本發明還提供所述石墨烯改性的阻燃導熱尼龍塑料的制備方法，包括以下步驟：

1)按上述的配方稱取各種原料；

2)將高流動尼龍6樹脂于70℃-80℃的溫度下干燥1-2小時，然后與其他所有原料混合均勻；