一種led燈用鈦白粉-尼龍導(dǎo)熱復(fù)合材料及其制備方法
【專(zhuān)利摘要】一種LED燈用鈦白粉?尼龍導(dǎo)熱復(fù)合材料，由下列重量份的原料制成：尼龍6 200份、尼龍66 40?50份、金紅石型鈦白粉20?30份、碳纖維20?30份、丙酮50?60份、60?70%硝酸80?100份、壬基酚聚氧乙烯醚3?4份、月桂酸3?4份、甲苯?2,4?二異氰酸酯15?20份、（甲基）丙烯酸羥丙酯20?25份、催化劑0.4?1份、阻聚劑0.4?2份、乙氧基喹啉3?5份、檸檬酸亞錫二鈉3?4份、四氫呋喃150?170份、甲苯80?100份、去離子水適量。本發(fā)明的尼龍導(dǎo)熱復(fù)合材料結(jié)構(gòu)致密，傳熱、散熱快，力學(xué)性能好，經(jīng)久耐用，能有效的保護(hù)高強(qiáng)度的LED燈具，大大延長(zhǎng)燈具的使用壽命。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種LED燈用鈦白粉-尼龍導(dǎo)熱復(fù)合材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種尼龍導(dǎo)熱材料及其制備方法，具體涉及一種LED燈用鈦白粉-尼龍導(dǎo)熱復(fù)合材料。
【背景技術(shù)】
[0002]—般來(lái)說(shuō)，純塑料材料的導(dǎo)熱系數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不及金屬、陶瓷材料，但是它的絕緣性能好。導(dǎo)熱塑料不僅具有金屬和陶瓷的熱傳遞性能，同時(shí)還保留了普通塑料在設(shè)計(jì)、性能和成本方面的優(yōu)點(diǎn)，具有散熱均勻、重量輕、多種基礎(chǔ)樹(shù)脂的選擇、成型加工方便、熱膨脹系數(shù)低、成型收縮率低、工作溫度低和提高設(shè)計(jì)自由度特點(diǎn)，廣泛被用于各行各業(yè)中。
[0003]目前，導(dǎo)熱塑料最典型的應(yīng)用是在照明領(lǐng)域，主要用于制作需要散熱良好的LED節(jié)能燈的燈杯等，雖然LED節(jié)能燈所消耗的熱量要比普通光源小得多，但因?yàn)長(zhǎng)ED節(jié)能燈結(jié)構(gòu)緊湊、功能強(qiáng)大，如何有效散熱仍然是一個(gè)重要的問(wèn)題。
[0004]中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)CN102408710A公開(kāi)了一種高導(dǎo)熱尼龍66復(fù)合材料，其基材全部采用尼龍66，硬度高，加入導(dǎo)熱填料后，材料拉伸性能、彎曲性能變差，而其配方中僅加入偶聯(lián)劑和抗氧劑，使得整個(gè)體系的加工性能差，在生產(chǎn)擠出過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生斷頭現(xiàn)象，不能適用于工業(yè)化連續(xù)化生產(chǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種LED燈用鈦白粉-尼龍導(dǎo)熱復(fù)合材料及其制備方法。
[0006]本發(fā)明通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)上述目的的:
一種LED燈用鈦白粉-尼龍導(dǎo)熱復(fù)合材料，其特征在于，所述的導(dǎo)熱復(fù)合材料由下列重量份的原料制成:尼龍6 200份、尼龍66 40-50份、金紅石型鈦白粉20-30份、碳纖維20-30份、丙酮50-60份、60-70%硝酸80-100份、壬基酚聚氧乙烯醚3-4份、月桂酸3-4份、甲苯-2,4-二異氰酸酯15-20份、(甲基)丙烯酸羥丙酯20-25份、催化劑0.4-1份、阻聚劑0.4-2份、乙氧基喹啉3-5份、檸檬酸亞錫二鈉3-4份、四氫呋喃150-170份、甲苯80-100份、去離子水適量。
[0007]—種LED燈用鈦白粉-尼龍導(dǎo)熱復(fù)合材料，其特征在于，所述的導(dǎo)熱復(fù)合材料由如下步驟制得:
(1)碳纖維的表面改性
將碳纖維置于丙酮溶液中浸泡10_12h，過(guò)濾，去離子水洗滌2-3次，100-120 °C鼓風(fēng)干燥機(jī)中干燥3-4h;用60-70%硝酸回流氧化碳纖維5-7h，過(guò)濾，去離子水洗滌至PH為6_7，于100-120°C鼓風(fēng)干燥機(jī)中干燥至恒重;將硝酸氧化的碳纖維置于壬基酚聚氧乙烯醚、月桂酸及相當(dāng)于其總重量份的10-12倍的去離子水配置的溶液中，超聲40-50min，50-60°C干燥，得到表面改性的碳纖維；
(2)尚聚物包覆欽白粉的制備
將金紅石型鈦白粉研磨篩分，超聲分散在四氫呋喃和甲苯中，再加入甲苯-2，4-二異氰酸酯、催化劑、阻聚劑混合均勻;在30-40°C下，緩慢滴加(甲基)丙烯酸羥丙酯;升高溫度至50-60°C，反應(yīng)5-8h，得到高聚物包覆鈦白粉；
(3)鈦白粉-尼龍導(dǎo)熱復(fù)合材料的制備
將尼龍6和尼龍66—起置于80-85 °C的鼓風(fēng)干燥機(jī)中干燥8-10h，與表面改性的碳纖維、高聚物包覆鈦白粉、乙氧基喹啉、檸檬酸亞錫二鈉一起加入高混機(jī)中高速攪拌40-50min，待混合均勻后將其加入雙螺桿擠出機(jī)中熔融擠出，拉條冷卻造粒。
[0008]—種LED燈用鈦白粉-尼龍導(dǎo)熱復(fù)合材料，其特征在于，所述催化劑可以選自二月桂酸二丁基錫、馬來(lái)酸二丁基錫、馬來(lái)酸單丁酯二丁基錫、辛酸亞錫中的一種或多種復(fù)配。
[0009]—種LED燈用鈦白粉-尼龍導(dǎo)熱復(fù)合材料，其特征在于，所述阻聚劑可以選自對(duì)羥基苯甲醚，對(duì)苯二酚，2，6_ 二叔丁基對(duì)甲酚中的一種或多種復(fù)配。
[0010]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
本發(fā)明采用耐熱性好、彈性高的尼龍6與耐疲勞、硬度高、耐磨損的尼龍66復(fù)配作為基體材料;使用具有摩擦系數(shù)很低、高溫穩(wěn)定性很好、強(qiáng)度高、導(dǎo)熱系數(shù)高的鈦白粉，并利用鈦白粉和碳纖維的協(xié)同作用，提高了尼龍導(dǎo)熱復(fù)合材料的導(dǎo)熱性能;對(duì)碳纖維進(jìn)行表面改性，用高聚物包覆鈦白粉，使得碳纖維和鈦白粉在基體材料中分散均勻，碳纖維和鈦白粉與尼龍基體之間的界面相互作用力強(qiáng)，有利于熱在界面處的傳導(dǎo)，減小界面熱阻，同時(shí)也利用應(yīng)力在界面處的傳遞，較強(qiáng)的界面作用顯著提高了尼龍導(dǎo)熱復(fù)合材料的力學(xué)性能與熱穩(wěn)定性。
【具體實(shí)施方式】
[0011]本實(shí)施例的LED燈用鈦白粉-尼龍導(dǎo)熱復(fù)合材料，所述的導(dǎo)熱復(fù)合材料由下列重量份的原料制成:尼龍6 200份、尼龍66 40份、金紅石型鈦白粉20份、碳纖維20份、丙酮60份、60%硝酸100份、壬基酚聚氧乙烯醚4份、月桂酸3份、甲苯-2，4-二異氰酸酯15份、(甲基)丙烯酸羥丙酯20份、催化劑0.5份、阻聚劑2份、乙氧基喹啉5份、檸檬酸亞錫二鈉4份、四氫呋喃170份、甲苯100份、去離子水適量。
[0012]本實(shí)施例的LED燈用鈦白粉-尼龍導(dǎo)熱復(fù)合材料，所述的導(dǎo)熱復(fù)合材料由如下步驟制得:
(1)碳纖維的表面改性
將碳纖維置于丙酮溶液中浸泡12h，過(guò)濾，去離子水洗滌3次，120°C鼓風(fēng)干燥機(jī)中干燥4h;用60%硝酸回流氧化碳纖維7h，過(guò)濾，去離子水洗滌至PH為6，于120°C鼓風(fēng)干燥機(jī)中干燥至恒重;將硝酸氧化的碳纖維置于壬基酚聚氧乙烯醚、月桂酸及相當(dāng)于其總重量份的10倍的去離子水配置的溶液中，超聲50min，60°C干燥，得到表面改性的碳纖維；
(2)尚聚物包覆欽白粉的制備
將金紅石型鈦白粉研磨篩分，超聲分散在四氫呋喃和甲苯中，再加入甲苯-2，4-二異氰酸酯、催化劑、阻聚劑混合均勻；在30°C下，緩慢滴加(甲基)丙烯酸羥丙酯；升高溫度至500C，反應(yīng)8h，得到高聚物包覆鈦白粉；
(3)鈦白粉-尼龍導(dǎo)熱復(fù)合材料的制備
將尼龍6和尼龍66—起置于85 °C的鼓風(fēng)干燥機(jī)中干燥1h，與表面改性的碳纖維、高聚物包覆鈦白粉、乙氧基喹啉、檸檬酸亞錫二鈉一起加入高混機(jī)中高速攪拌50min，待混合均勻后將其加入雙螺桿擠出機(jī)中熔融擠出，拉條冷卻造粒。
[0013]經(jīng)測(cè)試，本發(fā)明的LED燈用鈦白粉-尼龍導(dǎo)熱復(fù)合材料導(dǎo)熱系數(shù)大于3W八m*K)，吸水率(23°C，24h)小于0.10%，拉伸強(qiáng)度大于4010^，彎曲強(qiáng)度大于6010^。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種LED燈用鈦白粉-尼龍導(dǎo)熱復(fù)合材料，其特征在于，所述的導(dǎo)熱復(fù)合材料由下列重量份的原料制成:尼龍6 200份、尼龍66 40-50份、金紅石型鈦白粉20-30份、碳纖維20-30份、丙酮50-60份、60-70%硝酸80-100份、壬基酚聚氧乙烯醚3-4份、月桂酸3-4份、甲苯-2,4-二異氰酸酯15-20份、(甲基)丙烯酸羥丙酯20-25份、催化劑0.4-1份、阻聚劑0.4-2份、乙氧基喹啉3-5份、檸檬酸亞錫二鈉3-4份、四氫呋喃150-170份、甲苯80-100份、去離子水適量。2.—種LED燈用鈦白粉-尼龍導(dǎo)熱復(fù)合材料，其特征在于，所述的導(dǎo)熱復(fù)合材料由如下步驟制得: (1)碳纖維的表面改性 將碳纖維置于丙酮溶液中浸泡I O-12h，過(guò)濾，去離子水洗滌2-3次，100-120 °C鼓風(fēng)干燥機(jī)中干燥3-4h;用60-70%硝酸回流氧化碳纖維5-7h，過(guò)濾，去離子水洗滌至PH為6_7，于100-120°C鼓風(fēng)干燥機(jī)中干燥至恒重;將硝酸氧化的碳纖維置于壬基酚聚氧乙烯醚、月桂酸及相當(dāng)于其總重量份的10-12倍的去離子水配置的溶液中，超聲40-50min，50-60°C干燥，得到表面改性的碳纖維； (2)尚聚物包覆欽白粉的制備 將金紅石型鈦白粉研磨篩分，超聲分散在四氫呋喃和甲苯中，再加入甲苯-2，4-二異氰酸酯、催化劑、阻聚劑混合均勻;在30-40°C下，緩慢滴加(甲基)丙烯酸羥丙酯;升高溫度至50-600C，反應(yīng)5-8h，得到高聚物包覆鈦白粉； (3)鈦白粉-尼龍導(dǎo)熱復(fù)合材料的制備 將尼龍6和尼龍66—起置于80-85°C的鼓風(fēng)干燥機(jī)中干燥8-10h，與表面改性的碳纖維、高聚物包覆鈦白粉、乙氧基喹啉、檸檬酸亞錫二鈉一起加入高混機(jī)中高速攪拌40-50min，待混合均勻后將其加入雙螺桿擠出機(jī)中熔融擠出，拉條冷卻造粒。3.—種LED燈用鈦白粉-尼龍導(dǎo)熱復(fù)合材料，其特征在于，所述催化劑可以選自二月桂酸二丁基錫、馬來(lái)酸二丁基錫、馬來(lái)酸單丁酯二丁基錫、辛酸亞錫中的一種或多種復(fù)配。4.一種LED燈用鈦白粉-尼龍導(dǎo)熱復(fù)合材料，其特征在于，所述阻聚劑可以選自對(duì)羥基苯甲醚，對(duì)苯二酚，2，6_ 二叔丁基對(duì)甲酚中的一種或多種復(fù)配。
【文檔編號(hào)】C08L77/06GK106009648SQ201610545438
【公開(kāi)日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年7月12日
【發(fā)明人】肖憲書(shū)
【申請(qǐng)人】蚌埠高華電子股份有限公司