一種導熱尼龍復合材料及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種導熱尼龍復合材料及其制備方法，具體涉及一種連續鋁纖維和導 熱填料組合增強的導熱尼龍復合材料及其制備方法；屬于高分子材料技術領域。
【背景技術】
[0002] LED是一種新型光源，具有體積小、耗電低、壽命長、無毒環保等諸多優點，發光功 率轉換接近98%以上，具有比傳統節能照明燈具節能60%-80%以上的巨大優勢，并且安 裝靈活方便，耐用可靠，使用壽命可達3~5萬小時，是普通燈泡的30倍。其缺點是發光 效率高，放熱量大，而作為LED核心部件的PN半導體結構，在熱量積累的過程中，將電能轉 換為光能的效率會大大降低，嚴重影響了LED的使用壽命和發光效率。有研究表明，LED結 溫每升高2°C，器件可靠性下降10%，LED結溫達到120°C，發光強度就下降35%左右，所以 LED結溫必須控制在110°C以內。為提高材料的導熱性能，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、設計自由度較低，而且生產效率低下，系統加工成本較高， 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，研發具有高導熱性 能的改性工程塑料作為燈具外殼材料已成為本行業內發展的共識。導熱工程塑料的使用可 有效提高生產效率、設計自由度，在使用過程中相對金屬具有更好的安全性，此外導熱工程 塑料在線圈骨架（電動馬達、變壓器、電磁閥等）、發動機周圍散熱部件、汽車電熱調節器、 溫度傳感器、無線通訊領域等等都有著巨大的發展空間。
[0004] 在現有技術中，一般通過高填充導熱填料制備導熱工程塑料，所制備的導熱材料 導熱系數較低，且材料的力學性能由于導熱填料的大量加入嚴重下降。目前市場上的導熱 工程塑料很難同時兼具導熱性能高和優異的力學性能，難以滿足實際需要的使用性能，從 而限制了導熱塑料的廣泛應用。
【發明內容】
[0005] 為解決現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種兼有高導熱系數和優異力學 性能的導熱尼龍復合材料及其制備方法。
[0006] 為了實現上述目標，本發明采用如下的技術方案：
[0007] -種導熱尼龍復合材料，包括如下重量份的各組分：
[0008] 尼龍 69~10重量份; 連續鋁纖維 10~重量份; 導熱填料 20~50重量份; 相容劑 0.8~5重量份； 抗氧劑 0.2~2重量份。
[0009] 優選地，前述尼龍是指融為50的尼龍6-XC050。
[0010] 更優選地，前述連續鋁纖維是外徑為8~30ym(微米）的連續鋁纖維盤條。
[0011] 進一步地，前述導熱填料為氮化硼、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)中的一種或幾種復配。
[0014] 本發明還公開了如前所述的一種導熱尼龍復合材料的制備方法，包括如下步驟：
[0015] S1、按照重量份稱取尼龍、相容劑、導熱填料和抗氧劑，并投入高速混合機，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，連續鋁纖維從排氣口加入，熔 融擠出，溫度為170°C~285°C，轉速為200~400r/min，水拉條冷卻后切粒篩分，即可制得 連續鋁纖維和導熱填料組合增強的導熱尼龍復合材料。
[0017] 本發明的有益之處在于：本發明采用連續鋁纖維和導熱填料組合增強尼龍，連續 鋁纖維增加了導熱網絡的聯通，提高了復合材料的導熱率，而且還起到了增強作用，提高了 復合材料的力學性能；在得到的尼龍復合材料中，導熱填料流動性好，改善了復合材料外觀 質量；本發明采用相容劑技術，改善了混合體系各組分的相容能力，使各組分相容為有機一 體，可避免復合材料各種缺陷。此外，本發明的制備方法工藝簡單、容易實現，具有良好的工 業推廣前景。
【具體實施方式】
[0018] 以下結合具體實施例對本發明作具體的介紹。
[0019] 本發明中無特殊說明，所有原料均為市購。
[0020] 實施例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、導熱填料和抗氧劑，并投入高速混合機， 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，連續鋁纖維從排氣口加入，熔 融擠出，溫度為170°C~285°C，轉速為200~400r/min，水拉條冷卻后切粒篩分，即可制得 連續鋁纖維和導熱填料組合增強的導熱尼龍復合材料。
[0024]
[0025] 實施例1~4和對比例1~2的組分選擇及含量
[0026] 性能檢測
[0027] 對實施例1~4和對比例1~2制備得到的材料進行性能檢測和對比，檢測結果 參見表2。
[0028] 結合表2分析可知，相較于對比例1和對比例2,本發明采用連續鋁纖維和導熱填 料組合增強尼龍，不但提高了復合材料的導熱率，而且還起到了增強作用，從而同時提高了 復合材料的力學性能；在得到的尼龍復合材料中，導熱填料流動性好，可避免復合材料各種 缺陷，改善了復合材料外觀質量，外觀穩定性高。
[0029]
[0030] 實施例1~4和對比例1~2的性能檢測
[0031] 以上顯示和描述了本發明的基本原理、主要特征和優點。本行業的技術人員應該 了解，上述實施例不以任何形式限制本發明，凡采用等同替換或等效變換的方式所獲得的 技術方案，均落在本發明的保護范圍內。
【主權項】
1. 一種導熱尼龍復合材料，其特征在于，包括如下重量份的各組分： 尼龍 69-10重量份； 連續鋁纖維 10~40重量份； 導熱填料 20~50重量份; 相容劑 0.8~5重量份； 抗氧劑 0.2~2重量份。2. 根據權利要求1所述的一種導熱尼龍復合材料，其特征在于，所述尼龍是指融為50 的尼龍6-XC050。3. 根據權利要求1所述的一種導熱尼龍復合材料，其特征在于，所述連續鋁纖維是外 徑為8-30ym的連續錯纖維盤條。4. 根據權利要求1所述的一種導熱尼龍復合材料，其特征在于，所述導熱填料為氮化 硼、氮化鋁、碳化硅、氧化鋁中的一種或幾種。5. 根據權利要求1所述的一種導熱尼龍復合材料，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. 根據權利要求1所述的一種導熱尼龍復合材料，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配。7. 如權利要求1-6任一項所述的一種導熱尼龍復合材料的制備方法，其特征在于，包 括如下步驟： 51、 按照重量份稱取尼龍、相容劑、導熱填料和抗氧劑，并投入高速混合機，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，連續鋁纖維從排氣口加入，熔融擠 出，溫度為170°C~285 °C，轉速為200~400r/min，水拉條冷卻后切粒篩分，即可制得連續 鋁纖維和導熱填料組合增強的導熱尼龍復合材料。
【專利摘要】本發明公開了一種導熱尼龍復合材料，包括如下重量份的各組分：尼龍69~10份；連續鋁纖維10~40份；導熱填料20~50份；相容劑0.8~5份；抗氧劑0.2~2份。同時，本發明還公開了該導熱尼龍復合材料的制備方法。本發明采用連續鋁纖維和導熱填料組合增強尼龍，鋁纖維增加了導熱網絡的聯通，提高了復合材料的導熱率，而且還起到了增強作用，提高了復合材料的力學性能；在得到的尼龍復合材料中，導熱填料流動性好，改善了復合材料外觀質量；同時，本發明采用相容劑技術，改善了混合體系各組分的相容能力，使各組分相容為有機一體，可避免復合材料各種缺陷。此外，本發明的制備方法工藝簡單、容易實現，具有良好的工業推廣前景。
【IPC分類】C08K3/22, C08L51/06, C08K7/06, C08L77/00, C08K3/34, C08K3/38, C08K3/28
【公開號】CN105111726
【申請號】CN201510553090
【發明人】劉學習
【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