一種導(dǎo)熱尼龍復(fù)合材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種導(dǎo)熱尼龍復(fù)合材料及其制備方法，具體涉及一種連續(xù)鋁纖維和導(dǎo) 熱填料組合增強(qiáng)的導(dǎo)熱尼龍復(fù)合材料及其制備方法；屬于高分子材料技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] LED是一種新型光源，具有體積小、耗電低、壽命長、無毒環(huán)保等諸多優(yōu)點(diǎn)，發(fā)光功 率轉(zhuǎn)換接近98%以上，具有比傳統(tǒng)節(jié)能照明燈具節(jié)能60%-80%以上的巨大優(yōu)勢，并且安 裝靈活方便，耐用可靠，使用壽命可達(dá)3~5萬小時，是普通燈泡的30倍。其缺點(diǎn)是發(fā)光 效率高，放熱量大，而作為LED核心部件的PN半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，在熱量積累的過程中，將電能轉(zhuǎn) 換為光能的效率會大大降低，嚴(yán)重影響了LED的使用壽命和發(fā)光效率。有研究表明，LED結(jié) 溫每升高2°C，器件可靠性下降10%，LED結(jié)溫達(dá)到120°C，發(fā)光強(qiáng)度就下降35%左右，所以 LED結(jié)溫必須控制在110°C以內(nèi)。為提高材料的導(dǎo)熱性能，市場上大都采用金屬鋁作為LED 的燈具外殼材料。
[0003] 由于金屬鋁重量較大、設(shè)計自由度較低，而且生產(chǎn)效率低下，系統(tǒng)加工成本較高， 同時殼體絕緣性、阻燃性、抗變形性、耐腐蝕性均存在極大的不足。所以，研發(fā)具有高導(dǎo)熱性 能的改性工程塑料作為燈具外殼材料已成為本行業(yè)內(nèi)發(fā)展的共識。導(dǎo)熱工程塑料的使用可 有效提高生產(chǎn)效率、設(shè)計自由度，在使用過程中相對金屬具有更好的安全性，此外導(dǎo)熱工程 塑料在線圈骨架（電動馬達(dá)、變壓器、電磁閥等）、發(fā)動機(jī)周圍散熱部件、汽車電熱調(diào)節(jié)器、 溫度傳感器、無線通訊領(lǐng)域等等都有著巨大的發(fā)展空間。
[0004] 在現(xiàn)有技術(shù)中，一般通過高填充導(dǎo)熱填料制備導(dǎo)熱工程塑料，所制備的導(dǎo)熱材料 導(dǎo)熱系數(shù)較低，且材料的力學(xué)性能由于導(dǎo)熱填料的大量加入嚴(yán)重下降。目前市場上的導(dǎo)熱 工程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(shí)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】

[0005] 為解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種兼有高導(dǎo)熱系數(shù)和優(yōu)異力學(xué) 性能的導(dǎo)熱尼龍復(fù)合材料及其制備方法。
[0006] 為了實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案：
[0007] -種導(dǎo)熱尼龍復(fù)合材料，包括如下重量份的各組分：
[0008] 尼龍 69~10重量份; 連續(xù)鋁纖維 10~重量份; 導(dǎo)熱填料 20~50重量份; 相容劑 0.8~5重量份； 抗氧劑 0.2~2重量份。
[0009] 優(yōu)選地，前述尼龍是指融為50的尼龍6-XC050。
[0010] 更優(yōu)選地，前述連續(xù)鋁纖維是外徑為8~30ym(微米）的連續(xù)鋁纖維盤條。
[0011] 進(jìn)一步地，前述導(dǎo)熱填料為氮化硼、氮化鋁、碳化硅、氧化鋁中的一種或幾種。
[0012] 更進(jìn)一步地，前述相容劑為PE-g-MAH，PP-g-MAH，POE-g-MAH中的一種或幾種。
[0013] 再進(jìn)一步地，前述抗氧劑為P_(3, 5-二叔丁基-4-羥基苯）丙酸十八碳醇酯 (1076)、四[0-(3, 5-二叔丁基-4-羥基苯基）丙酸]季戊四醇酯（1010)、N，N' -1，6-亞 己基-雙[3-(3, 5-二叔丁基-4-羥基苯基）丙酰胺或三（2, 4-二叔丁基苯基）亞磷酸酯 (1098)中的一種或幾種復(fù)配。
[0014] 本發(fā)明還公開了如前所述的一種導(dǎo)熱尼龍復(fù)合材料的制備方法，包括如下步驟：
[0015] S1、按照重量份稱取尼龍、相容劑、導(dǎo)熱填料和抗氧劑，并投入高速混合機(jī)，滴入分 散油后，混合5~10分鐘，得到共混物料；
[0016] S2、將步驟S1得到的共混物料投入雙螺桿擠出機(jī)，連續(xù)鋁纖維從排氣口加入，熔 融擠出，溫度為170°C~285°C，轉(zhuǎn)速為200~400r/min，水拉條冷卻后切粒篩分，即可制得 連續(xù)鋁纖維和導(dǎo)熱填料組合增強(qiáng)的導(dǎo)熱尼龍復(fù)合材料。
[0017] 本發(fā)明的有益之處在于：本發(fā)明采用連續(xù)鋁纖維和導(dǎo)熱填料組合增強(qiáng)尼龍，連續(xù) 鋁纖維增加了導(dǎo)熱網(wǎng)絡(luò)的聯(lián)通，提高了復(fù)合材料的導(dǎo)熱率，而且還起到了增強(qiáng)作用，提高了 復(fù)合材料的力學(xué)性能；在得到的尼龍復(fù)合材料中，導(dǎo)熱填料流動性好，改善了復(fù)合材料外觀 質(zhì)量；本發(fā)明采用相容劑技術(shù)，改善了混合體系各組分的相容能力，使各組分相容為有機(jī)一 體，可避免復(fù)合材料各種缺陷。此外，本發(fā)明的制備方法工藝簡單、容易實(shí)現(xiàn)，具有良好的工 業(yè)推廣前景。
【具體實(shí)施方式】
[0018] 以下結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明作具體的介紹。
[0019] 本發(fā)明中無特殊說明，所有原料均為市購。
[0020] 實(shí)施例1-4及對比例1-2的各組分選擇及組分含量參見表1。
[0021 ] 各實(shí)施例及對比例的制備方法大致相同，步驟如下：
[0022] S1、按照表1的重量份稱取尼龍、相容劑、導(dǎo)熱填料和抗氧劑，并投入高速混合機(jī)， 滴入分散油后，混合5~10分鐘，得到共混物料；
[0023] S2、將步驟S1得到的共混物料投入雙螺桿擠出機(jī)，連續(xù)鋁纖維從排氣口加入，熔 融擠出，溫度為170°C~285°C，轉(zhuǎn)速為200~400r/min，水拉條冷卻后切粒篩分，即可制得 連續(xù)鋁纖維和導(dǎo)熱填料組合增強(qiáng)的導(dǎo)熱尼龍復(fù)合材料。
[0024]
[0025] 實(shí)施例1~4和對比例1~2的組分選擇及含量
[0026] 性能檢測
[0027] 對實(shí)施例1~4和對比例1~2制備得到的材料進(jìn)行性能檢測和對比，檢測結(jié)果 參見表2。
[0028] 結(jié)合表2分析可知，相較于對比例1和對比例2,本發(fā)明采用連續(xù)鋁纖維和導(dǎo)熱填 料組合增強(qiáng)尼龍，不但提高了復(fù)合材料的導(dǎo)熱率，而且還起到了增強(qiáng)作用，從而同時提高了 復(fù)合材料的力學(xué)性能；在得到的尼龍復(fù)合材料中，導(dǎo)熱填料流動性好，可避免復(fù)合材料各種 缺陷，改善了復(fù)合材料外觀質(zhì)量，外觀穩(wěn)定性高。
[0029]

[0030] 實(shí)施例1~4和對比例1~2的性能檢測
[0031] 以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該 了解，上述實(shí)施例不以任何形式限制本發(fā)明，凡采用等同替換或等效變換的方式所獲得的 技術(shù)方案，均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種導(dǎo)熱尼龍復(fù)合材料，其特征在于，包括如下重量份的各組分： 尼龍 69-10重量份； 連續(xù)鋁纖維 10~40重量份； 導(dǎo)熱填料 20~50重量份; 相容劑 0.8~5重量份； 抗氧劑 0.2~2重量份。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種導(dǎo)熱尼龍復(fù)合材料，其特征在于，所述尼龍是指融為50 的尼龍6-XC050。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種導(dǎo)熱尼龍復(fù)合材料，其特征在于，所述連續(xù)鋁纖維是外 徑為8-30ym的連續(xù)錯纖維盤條。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種導(dǎo)熱尼龍復(fù)合材料，其特征在于，所述導(dǎo)熱填料為氮化 硼、氮化鋁、碳化硅、氧化鋁中的一種或幾種。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種導(dǎo)熱尼龍復(fù)合材料，其特征在于，所述相容劑為 PE-g-MAH，PP-g-MAH，POE-g-MAH中的一種或幾種。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種導(dǎo)熱尼龍復(fù)合材料，其特征在于，所述抗氧劑為 0-(3, 5-二叔丁基-4-羥基苯）丙酸十八碳醇酯、四[0-(3, 5-二叔丁基-4-羥基苯基） 丙酸]季戊四醇酯、N，N'-l，6-亞己基-雙[3-(3, 5-二叔丁基-4-羥基苯基）丙酰胺或三 (2, 4-二叔丁基苯基）亞磷酸酯中的一種或幾種復(fù)配。7. 如權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的一種導(dǎo)熱尼龍復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，包 括如下步驟： 51、 按照重量份稱取尼龍、相容劑、導(dǎo)熱填料和抗氧劑，并投入高速混合機(jī)，滴入分散油 后，混合5~10分鐘，得到共混物料； 52、 將步驟S1得到的共混物料投入雙螺桿擠出機(jī)，連續(xù)鋁纖維從排氣口加入，熔融擠 出，溫度為170°C~285 °C，轉(zhuǎn)速為200~400r/min，水拉條冷卻后切粒篩分，即可制得連續(xù) 鋁纖維和導(dǎo)熱填料組合增強(qiáng)的導(dǎo)熱尼龍復(fù)合材料。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種導(dǎo)熱尼龍復(fù)合材料，包括如下重量份的各組分：尼龍69~10份；連續(xù)鋁纖維10~40份；導(dǎo)熱填料20~50份；相容劑0.8~5份；抗氧劑0.2~2份。同時，本發(fā)明還公開了該導(dǎo)熱尼龍復(fù)合材料的制備方法。本發(fā)明采用連續(xù)鋁纖維和導(dǎo)熱填料組合增強(qiáng)尼龍，鋁纖維增加了導(dǎo)熱網(wǎng)絡(luò)的聯(lián)通，提高了復(fù)合材料的導(dǎo)熱率，而且還起到了增強(qiáng)作用，提高了復(fù)合材料的力學(xué)性能；在得到的尼龍復(fù)合材料中，導(dǎo)熱填料流動性好，改善了復(fù)合材料外觀質(zhì)量；同時，本發(fā)明采用相容劑技術(shù)，改善了混合體系各組分的相容能力，使各組分相容為有機(jī)一體，可避免復(fù)合材料各種缺陷。此外，本發(fā)明的制備方法工藝簡單、容易實(shí)現(xiàn)，具有良好的工業(yè)推廣前景。
【IPC分類】C08K3/22, C08L51/06, C08K7/06, C08L77/00, C08K3/34, C08K3/38, C08K3/28
【公開號】CN105111726
【申請?zhí)枴緾N201510553090
【發(fā)明人】劉學(xué)習(xí)
【申請人】南通拜林新材料科技有限公司
【公開日】2015年12月2日
【申請日】2015年9月1日