一種led燈用納米碳球微粒?尼龍導(dǎo)熱復(fù)合材料及其制備方法
【專利摘要】一種LED燈用納米碳球微粒?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、納米碳球微粒20?30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、鄰苯二甲基二異氰酸酯15?20份、季戊四醇三丙烯酸酯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、硅膠3?5份、去離子水適量。本發(fā)明的LED燈用納米碳球微粒?尼龍導(dǎo)熱復(fù)合材料不僅具有吸水率低，耐熱性、低溫特性、表面硬度高等優(yōu)異的特性，而且散熱性好。
【專利說明】
一種LED燈用納米碳球微粒-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燈用納米碳球微粒-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)遠遠不及金屬、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，同時還保留了普通塑料在設(shè)計、性能和成本方面的優(yōu)點，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)計自由度特點，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，但因為LED節(jié)能燈結(jié)構(gòu)緊湊、功能強大，如何有效散熱仍然是一個重要的問題。
[0004]中國專利申請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，使得整個體系的加工性能差，在生產(chǎn)擠出過程中會產(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燈用納米碳球微粒-尼龍導(dǎo)熱復(fù)合材料的制備方法。
[0006]本發(fā)明通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)上述目的的:
一種LED燈用納米碳球微粒-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、納米碳球微粒20-30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、鄰苯二甲基二異氰酸酯15-20份、季戊四醇三丙烯酸酯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、硅膠3_5份、去離子水適量。
[0007]—種LED燈用納米碳球微粒-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:
(I)碳纖維的表面改性
將碳纖維置于丙酮溶液中浸泡10_12h，過濾，去離子水洗滌2-3次，100-120 °C鼓風(fēng)干燥機中干燥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)高聚物包覆納米碳球微粒的制備
將納米碳球微粒超聲分散在四氫呋喃和甲苯中，再加入鄰苯二甲基二異氰酸酯、催化劑、阻聚劑混合均勻；在30-40°C下，緩慢滴加季戊四醇三丙烯酸酯；加入硅膠，升高溫度至50-60°C，反應(yīng)5-8h，得到高聚物包覆納米碳球微粒；
(3 )納米碳球微粒-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)干燥機中干燥8-10h，與表面改性的碳纖維、高聚物包覆納米碳球微粒一起加入高混機中高速攪拌40-50min，待混合均勻后將其加入雙螺桿擠出機中熔融擠出，拉條冷卻造粒。
[0009]一種LED燈用納米碳球微粒-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]一種LED燈用納米碳球微粒-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羥基苯甲醚，對苯二酚，2，6_ 二叔丁基對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)明使用了納米碳球微粒、碳纖維，有良好的輻射散熱特性，而且具有增強作用，防止開裂，對碳纖維進行表面改性，用高聚物包覆納米碳球微粒，增加了碳纖維、納米碳球微粒和尼龍6的相容性，使得本發(fā)明的LED燈用納米碳球微粒-尼龍導(dǎo)熱復(fù)合材料不僅具有吸水率低，耐熱性、低溫特性、表面硬度高等優(yōu)異的特性，而且散熱性好。
【具體實施方式】
[0012]本實施例的LED燈用納米碳球微粒-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、納米碳球微粒30份、碳纖維20份、丙酮60份、70%硝酸100份、硅烷偶聯(lián)劑A-171 4份、3%醋酸水溶液80份、鄰苯二甲基二異氰酸酯15份、季戊四醇三丙烯酸酯20份、催化劑0.5份、阻聚劑I份、四氫呋喃150份、甲苯100份、硅膠3份、去離子水適量。
[0013]本實施例的LED燈用納米碳球微粒-尼龍導(dǎo)熱復(fù)合材料，由如下步驟制得:
(I)碳纖維的表面改性
將碳纖維置于丙酮溶液中浸泡10h，過濾，去離子水洗滌3次，120°C鼓風(fēng)干燥機中干燥3h;用70%硝酸回流氧化碳纖維5h，過濾，去離子水洗滌至PH為6，于120 °C鼓風(fēng)干燥機中干燥至恒重;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)高聚物包覆納米碳球微粒的制備
將納米碳球微粒超聲分散在四氫呋喃和甲苯中，再加入鄰苯二甲基二異氰酸酯、催化劑、阻聚劑混合均勻；在40°C下，緩慢滴加季戊四醇三丙烯酸酯；加入硅膠，升高溫度至600C，反應(yīng)6h，得到高聚物包覆納米碳球微粒；
(3 )納米碳球微粒-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)干燥機中干燥10h，與表面改性的碳纖維、高聚物包覆納米碳球微粒一起加入高混機中高速攪拌50min，待混合均勻后將其加入雙螺桿擠出機中熔融擠出，拉條冷卻造粒。
[0015]經(jīng)測試，本發(fā)明的LED燈用納米碳球微粒-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%，拉伸強度大于40MPa，彎曲強度大于60MPa。
【主權(quán)項】
1.一種LED燈用納米碳球微粒-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、納米碳球微粒20-30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、鄰苯二甲基二異氰酸酯15-20份、季戊四醇三丙烯酸酯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、硅膠3-5份、去離子水適量。2.—種LED燈用納米碳球微粒-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: (I)碳纖維的表面改性 將碳纖維置于丙酮溶液中浸泡I O-12h，過濾，去離子水洗滌2-3次，100-120 °C鼓風(fēng)干燥機中干燥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 )高聚物包覆納米碳球微粒的制備 將納米碳球微粒超聲分散在四氫呋喃和甲苯中，再加入鄰苯二甲基二異氰酸酯、催化劑、阻聚劑混合均勻；在30-40°C下，緩慢滴加季戊四醇三丙烯酸酯；加入硅膠，升高溫度至50-60°C，反應(yīng)5-8h，得到高聚物包覆納米碳球微粒； (3 )納米碳球微粒-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)干燥機中干燥8-10h，與表面改性的碳纖維、高聚物包覆納米碳球微粒一起加入高混機中高速攪拌40-50min，待混合均勻后將其加入雙螺桿擠出機中熔融擠出，拉條冷卻造粒。3.—種LED燈用納米碳球微粒-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燈用納米碳球微粒-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羥基苯甲醚，對苯二酚，2，6_ 二叔丁基對甲酚中的一種或多種復(fù)配。
【文檔編號】C08K9/02GK106046769SQ201610542444
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年7月11日
【發(fā)明人】連秉衛(wèi)
【申請人】銅陵日興電子有限公司