[發明專利]一種導熱、電磁屏蔽、高強度尼龍6復合材料及其制備方法

有效

• 申請號: 202010879729.6
• 申請日: 2020-08-27
• 公開（公告）號: CN112080137B
• 公開（公告）日: 2023-01-31
• 發明（設計）人: 吳波震;溫興翰;李明沛
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: C08L77/02
• 分類號: C08L77/02;C08K3/38;C08K3/04;C08K5/14
• 代理公司: 杭州天正專利事務所有限公司 33201
• 代理人: 黃美娟;朱思蘭

本發明提供了一種導熱、電磁屏蔽、高強度尼龍6復合材料及其制備方法，所述尼龍6復合材料的主體由含有六方氮化硼的尼龍6微球構成，客體為碳納米材料，所述尼龍6復合材料具有隔離的雙逾滲結構；本發明通過改變六方氮化硼的添加量實現尼龍6基體熔程和熱導率的雙重調控，在此基礎上實現了由尼龍6基體制備高強度的隔離導電結構復合材料，從而實現了導熱、電磁屏蔽、高強度的多功能化，同時該方法步驟簡單，操作方便，為制備導熱、電磁屏蔽、高強度尼龍6復合材料提供了一種新的思路。

技術領域

本發明屬于尼龍復合材料領域，具體涉及一種導熱、電磁屏蔽、高強度尼龍6(PA6)復合材料及其制備方法。

背景技術

隨著通訊技術的發展，信號頻率、信號強度、傳輸速率等不斷提高，對器件射頻前端材料的導熱性和電磁屏蔽性能提出更高要求。

導熱電磁屏蔽尼龍6復合材料傳統的制備方法是通過哈克共混摻入導電和導熱填料，但是由于填料在聚合物基體中的無序隨機分散，比如CN109867951A，其填料含量達到40-70份時，才能在復合材料中形成連續的導熱導電通路，不符合目前節約環保的主流理念，且填料的高填充量有可能會嚴重影響復合材料的加工性能和機械性能。此外CN105038160A提出采用具有隔離導電結構作為電磁屏蔽復合材料，但是其力學性能較差，限制了應用范圍。

因此，尋找一種有效方法既能有效改善具有隔離結構尼龍6的力學性能又在材料體系內部構筑高質量穩定的導電導熱通路是制備5G通訊材料的關鍵。

發明內容

本發明的目的是提供一種導熱、電磁屏蔽、高強度尼龍6復合材料及其制備方法，該方法通過改變六方氮化硼(hBN)的添加量實現尼龍6基體熔程和熱導率的雙重調控，在此基礎上實現了由尼龍6基體制備高強度的隔離導電結構復合材料，從而實現了導熱、電磁屏蔽、高強度的多功能化。同時該方法步驟簡單，操作方便，為制備導熱、電磁屏蔽、高強度尼龍6復合材料提供了一種新的思路。

本發明的技術方案如下：

一種尼龍6復合材料，主體(基體)由含有六方氮化硼(hBN)的尼龍6微球構成，客體(導電填料)為碳納米材料，所述復合材料具有隔離的雙逾滲結構；

所述碳納米材料為多層石墨烯、多壁碳納米管中的一種或兩種；所述多層石墨烯的粒徑為0.1～50微米，比表面積為100～2000m²/g；所述多壁碳納米管的管徑為2～30納米，比表面積為100～1100m²/g；

所述尼龍6復合材料具有優異的導熱性能、彎曲強度和電磁屏蔽性能。

本發明所述尼龍6復合材料的制備方法為：

(1)將六方氮化硼(hBN)、聚苯乙烯(PS)和引發劑氫氧化鈉(NaOH)依次分散在熔融狀態下的己內酰胺(CL)中，減壓蒸餾除水后，加入活化劑甲苯二異氰酸酯(TDI)，于160～180℃下聚合反應15～30min得到合金，再經溶劑刻蝕(PS相)，得到尼龍6基體；

所述六方氮化硼和聚苯乙烯可以良好地分散在己內酰胺中，形成懸浮液；

所述六方氮化硼質量占己內酰胺質量的0.01～30％，優選1～20％；

所述聚苯乙烯質量占己內酰胺質量的10～30％；

所述引發劑質量占己內酰胺質量的0.2～0.5％；

所述活化劑質量占己內酰胺質量的0.2～0.6％；

為了盡可能除去水份，減壓蒸餾(抽真空)除水的溫度為140～260℃，時間為20～30min；

刻蝕所用溶劑為甲苯或四氫呋喃，具體的，所述溶劑刻蝕的方法為：室溫(20～30℃)下，將所得合金置于溶劑中刻蝕24h，溶劑的體積用量以合金的質量計為2～4mL/g；