一種led燈用碳化硅-尼龍導(dǎo)熱復(fù)合材料及其制備方法
【專利摘要】一種LED燈用碳化硅?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、微納米碳化硅晶須20?30份、月桂酸鈉3?4份、亞磷酸酯3?4份、碳纖維20?30份、丙酮50?60份、60?70%硝酸80?100份、硅烷偶聯(lián)劑A?171 3?4份、1?3%醋酸水溶液70?80份、亞甲基二對(duì)苯基二異氰酸酯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、四氫呋喃150?170份、甲苯80?100份、去離子水適量。本發(fā)明使用化學(xué)性能穩(wěn)定、導(dǎo)熱系數(shù)高、熱膨脹系數(shù)小、耐磨性能好的碳化硅，再利用碳化硅和碳纖維的協(xié)同作用，增強(qiáng)尼龍導(dǎo)熱復(fù)合材料的導(dǎo)熱性能。
【專利說明】
一種LED燈用碳化硅-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燈用碳化硅-尼龍導(dǎo)熱復(fù)合材料。【背景技術(shù)】
[0002]—般來說，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)重要的問題。
[0004]中國專利申請(qǐng)CN102408710A公開了一種高導(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燈用碳化硅-尼龍導(dǎo)熱復(fù)合材料及其制備方法。
[0006]本發(fā)明通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)上述目的的:一種LED燈用碳化硅-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、微納米碳化硅晶須20-30份、月桂酸鈉3-4份、亞磷酸酯3-4 份、碳纖維20-30份、丙酮50-60份、60-70%硝酸80-100份、硅烷偶聯(lián)劑A-171 3-4份、1-3%醋酸水溶液70-80份、亞甲基二對(duì)苯基二異氰酸酯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、四氫呋喃150-170份、甲苯80-100份、去離子水適量。
[0007]—種LED燈用碳化硅-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l〇_12h，過濾，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1-3%醋酸水溶液中，加入硅烷偶聯(lián)劑A-171，超聲2-3h，得到表面改性的碳纖維。
[0008](2)高聚物包覆碳化硅的制備將微納米碳化硅晶須超聲分散在四氫呋喃和甲苯中，再加入亞甲基二對(duì)苯基二異氰酸酯、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，得到高聚物包覆碳化硅；(3)碳化硅-尼龍導(dǎo)熱復(fù)合材料的制備將尼龍6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、高聚物包覆碳化硅、月硅酸鈉、亞磷酸脂一起加入高混機(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。
[0009]—種LED燈用碳化硅-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、馬來酸二丁基錫、馬來酸單丁酯二丁基錫、辛酸亞錫中的一種或多種復(fù)配。
[0010]—種LED燈用碳化硅-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。
[0011]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明使用化學(xué)性能穩(wěn)定、導(dǎo)熱系數(shù)高、熱膨脹系數(shù)小、耐磨性能好的碳化硅，再利用碳化硅和碳纖維的協(xié)同作用，增強(qiáng)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， 用高聚物包覆碳化硅，增加了碳纖維、碳化硅和尼龍6的相容性，有利于碳纖維和碳化硅在尼龍6中的分散;亞磷酸酯的加入，提高了尼龍導(dǎo)熱復(fù)合材料的抗氧化性能和光穩(wěn)定性。本發(fā)明的尼龍導(dǎo)熱復(fù)合材料結(jié)構(gòu)致密，絕緣安全，傳熱、散熱快，力學(xué)性能好，經(jīng)久耐用，能有效的保護(hù)LED燈具，大大延長燈具的使用壽命?！揪唧w實(shí)施方式】
[0012]本實(shí)施例的LED燈用碳化硅-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、微納米碳化硅晶須30份、月桂酸鈉4份、亞磷酸酯4份、碳纖維20份、丙酮60份、60%硝酸100份、硅烷偶聯(lián)劑A-171 4份、3%醋酸水溶液80份、亞甲基二對(duì)苯基二異氰酸酯20份、(甲基)丙烯酸羥丙酯25份、催化劑1份、阻聚劑2份、四氫呋喃170份、甲苯100份、去離子水適量。
[0013]本實(shí)施例的LED燈用碳化硅-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12h，過濾，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5h，過濾，去離子水洗滌至PH為6，于100°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3%醋酸水溶液中，加入硅烷偶聯(lián)劑A-171，超聲2h，得到表面改性的碳纖維。
[0014](2)高聚物包覆碳化硅的制備將微納米碳化硅晶須超聲分散在四氫呋喃和甲苯中，再加入亞甲基二對(duì)苯基二異氰酸酯、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60°C， 反應(yīng)8h，得到高聚物包覆碳化娃；(3)碳化硅-尼龍導(dǎo)熱復(fù)合材料的制備將尼龍6置于85°C的鼓風(fēng)干燥機(jī)中干燥10h，與表面改性的碳纖維、高聚物包覆碳化硅、 月硅酸鈉、亞磷酸脂一起加入高混機(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。[〇〇15]經(jīng)測(cè)試，本發(fā)明的LED燈用碳化硅-尼龍導(dǎo)熱復(fù)合材料導(dǎo)熱系數(shù)大于3WAm*K)，吸水率(23°C，24h)小于0.10%，拉伸強(qiáng)度大于40MPa，彎曲強(qiáng)度大于60MPa。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種LED燈用碳化硅-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、微納米碳化硅晶須20-30份、月桂酸鈉3-4份、亞磷酸酯3-4份、碳纖維20-30份、丙酮50-60份、60-70%硝酸80-100份、硅烷偶聯(lián)劑A-171 3-4份、1-3%醋 酸水溶液70-80份、亞甲基二對(duì)苯基二異氰酸酯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、四氫呋喃150-170份、甲苯80-100份、去離子水適量。2.—種LED燈用碳化硅-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1 〇-12h，過濾，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1-3%醋酸水溶液中，加入硅烷偶 聯(lián)劑A-171，超聲2-3h，得到表面改性的碳纖維；(2 )高聚物包覆碳化硅的制備將微納米碳化硅晶須超聲分散在四氫呋喃和甲苯中，再加入亞甲基二對(duì)苯基二異氰酸 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，得到高聚物包覆碳化硅；(3)碳化硅-尼龍導(dǎo)熱復(fù)合材料的制備將尼龍6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、高聚物包覆碳 化硅、月硅酸鈉、亞磷酸脂一起加入高混機(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燈用碳化硅-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、馬來酸二丁基錫、馬來酸單丁酯二丁基錫、辛酸亞錫中的一種或多種復(fù)配。4.一種LED燈用碳化硅-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)】C08L77/02GK106009651SQ201610545455
【公開日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年7月12日
【發(fā)明人】肖憲書
【申請(qǐng)人】蚌埠高華電子股份有限公司