一種高導熱的尼龍複合材料及其製備方法
2023-07-01 01:16:51 1
專利名稱：一種高導熱的尼龍複合材料及其製備方法
技術領域：
本發明涉及高分子材料領域，尤其涉及一種高導熱的尼龍複合材料及其製備方法。
背景技術：
目前國內對不同領域的導熱複合材料的研究報導多是導熱膠粘劑、導熱橡膠、導熱灌封材料，對高導熱性塑料材料的研究主要是以PE、PP和環氧樹脂為基材，而對熱塑性工程塑料的研究和專利較少。產量居工程塑料首位的尼龍，由於具有優良的力學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點，被廣泛地應用於汽車、電子電器、機械、電氣、兵器等領域。尼龍6 (polyamide 6,簡稱PA6)是一種 優異的工程塑料，具有優良的無缺口耐衝擊性能。而其導熱係數較低，為O. 30W/m*k，這限制了其在散熱、導熱等領域的應用。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納米複合材料，該申請案公開了一種耐磨尼龍66納米複合材料，由以下組份按重量份組成，98-100的尼龍66、0· 05-1的納米氮化矽、O. 1-0. 4的抗氧劑1010和O. 1-0. 4的抗氧劑168。其不足之處在於，製得的尼龍複合材料導熱性能差。
發明內容
本發明的目的之一在於為了解決現有技術尼龍複合材料導熱性能差的缺陷而提供一種高導熱的尼龍複合材料。本發明的另一個目的是提供一種高導熱的尼龍複合材料的製備方法。為了實現上述目的，本發明採用以下技術方案
一種高導熱的尼龍複合材料，所述尼龍複合材料由以下重量百分比的原料混合製成尼龍6 35-89%、經表面處理的石墨粉10-60%、改性助劑O. 6_5%、稀土元素釔O. 1-0. 2%和鋁纖維O. 2-10%。在本技術方案中，尼龍6的導熱係數僅為O. 30 W/m*k，石墨粉具有導熱率高、易分散及性能穩定的特性，在尼龍6粉粒中加入石墨粉，有利於提高複合材料的導熱性能；而鋁纖維是與傳統的鋼纖維銅纖維相比更具有熔點低、硬度低、可消音、導熱性能好、無重金屬汙染等特性，鋁比重是銅的30%，故選用鋁纖維，加入鋁纖維更進一步的提升複合材料的導熱性能。加入O. 6-5%的改性助劑，可以有效的改善尼龍6複合材料的性能，若加入過多，則會引起尼龍6複合材料性能的變差；加入O. 2-10%額鋁纖維，可以有效提高尼龍6複合材料的導熱係數，但是加入過多，則會引起尼龍6複合材料的塑性急劇降低；稀土元素釔作為一種高溫超導體，其導熱性能卓越，若加入過多，則會因釔在空氣中不穩定而引起尼龍6複合材料性能的降低，故本發明經過反覆試驗比較及優化，確定尼龍6 35-89%、經表面處理的石墨粉10-60%、改性助劑O. 6-5%、稀土元素釔O. 1-0. 2%和鋁纖維O. 2_10%。作為優選，所述改性助劑由以下重量百分比的物質組成抗氧劑O. 1_10%、光穩定劑O. 1-10%、分散劑O. 1-80%與偶聯劑O. 1-80%。在本技術方案中，抗氧劑選用抗氧劑B225，其由主抗氧劑1010和輔助抗氧劑168復配而成，能維持原有的熔融指數，低色汙。光穩定劑選用783 ;分散劑選用霍尼韋爾A-C 6A，偶聯劑為鈦酸酯偶聯劑NDZ311。作為優選，所述經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 ;石墨粉的細度為100-150 μ m。在本技術方案中，將石墨粉經過表面處理，提高細度、亮度並降低粘度，增加石墨粉的附著力。作為優選,所述招纖維的直徑為25-35 μ m,長度為2_4mm。作為優選，所述尼龍6的粒度為80-100目。一種高導熱的尼龍複合材料的製備方法，所述製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，在氮氣氛圍下，將稀土元素釔磨成2-4mm的粉粒； b)將步驟a)得到的尼龍6粉粒與稀土元素釔和經表面處理的石墨粉、改性助劑在氮氣氛圍下，用高速配料攪拌機攪拌5-20min，然後向高速配料攪拌機內加入鋁纖維，繼續攪拌2-3min,得到混合物料；
c)將步驟b)製得的混合物料經雙螺杆擠出機螺杆擠出成型。作為優選，步驟c)中，雙螺杆擠出機的加工溫度為280_295°C，餵料頻率5_20Hz，主機轉速 200-500r/min。作為優選，所述尼龍複合材料由以下重量百分比的原料混合製成尼龍635-89%、經表面處理的石墨粉10-60%、改性助劑O. 6_5%、稀土元素釔O. 1-0. 2%和鋁纖維
O.2-10%ο本發明的有益效果是，本發明所製得的尼龍複合材料的導熱係數大幅提升，同時拉伸強度、彎曲強度亦有提升。
具體實施例方式以下結合具體實施例對本發明做進一步的解釋
實施例I
一種高導熱的尼龍複合材料的製備方法，按以下重量百分比配製原料，
權利要求
1.一種高導熱的尼龍複合材料，其特徵在於，所述尼龍複合材料由以下重量百分比的原料混合製成尼龍6 35-89%、經表面處理的石墨粉10-60%、改性助劑O. 6_5%、稀土元素釔O.1-0. 2% 和鋁纖維 O. 2-10%O
2.根據權利要求I所述的一種高導熱的尼龍複合材料，其特徵在於，所述改性助劑由以下重量百分比的物質組成抗氧劑O. 1-10%、光穩定劑O. 1-10%、分散劑O. 1-80%與偶聯劑O.I-80%O
3.根據權利要求I或2所述的一種高導熱的尼龍複合材料，其特徵在於，所述經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 ;石墨粉的細度為100-150 μ m。
4.根據權利要求I所述的一種高導熱的尼龍複合材料，其特徵在於，所述鋁纖維的直徑為25-35 μ m,長度為2_4mm。
5.根據權利要求I或2或4所述一種高導熱的尼龍複合材料，其特徵在於，所述尼龍6的粒度為80-100目。
6.—種如權利要求I所述的高導熱的尼龍複合材料的製備方法，其特徵在於，所述製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，在氮氣氛圍下，將稀土元素釔磨成2-4mm的粉粒； b)將步驟a)得到的尼龍6粉粒與稀土元素釔和經表面處理的石墨粉、改性助劑在氮氣氛圍下，用高速配料攪拌機攪拌5-20min，然後向高速配料攪拌機內加入鋁纖維，繼續攪拌2-3min,得到混合物料； c)將步驟b)製得的混合物料經雙螺杆擠出機螺杆擠出成型。
7.根據權利要求6所述的一種高導熱的尼龍複合材料的製備方法，其特徵在於，步驟c)中，雙螺杆擠出機的加工溫度為280-295°C，餵料頻率5-20Hz，主機轉速200_500r/min。
8.根據權利要求6所述的一種高導熱的尼龍複合材料，其特徵在於，所述尼龍複合材料由以下重量百分比的原料混合製成尼龍6 35-89%、經表面處理的石墨粉10-60%、改性助劑O. 6-5%、稀土元素釔O. 1-0. 2%和鋁纖維O. 2-10%ο
全文摘要
本發明涉及一種高導熱的尼龍複合材料及其製備方法，尼龍複合材料由以下重量百分比的原料配製而成尼龍635-89%、經表面處理的石墨粉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%；經過研磨、混合、擠出成型製得。本發明所製得的尼龍複合材料具有高導熱性能，且拉伸強度、彎曲強度亦有提升。
文檔編號C08K13/06GK102775767SQ201210156510
公開日2012年11月14日 申請日期2012年5月21日 優先權日2012年5月21日
發明者黃立波 申請人:寧波泛龍塑料新材料有限公司