CN103044902B - 聚酰胺复合材料、其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明适用于工程塑料领域，提供了一种聚酰胺复合材料、其制备方法和应用。该聚酰胺复合材料使用石墨烯或氧化石墨烯；无机填料作为导热剂，从而大幅度提升材料的热导率；同时具有熔融加工性佳、熔体流动性好且易进行注塑成型的优点。本发明聚酰胺复合材料制备方法，操作简单，成本低廉，非常适于工业化生产；通过配合使用石墨烯/氧化石墨烯、无机填料及偶联剂，使所制备的复合材料具有良好的热导率；同时具有熔融加工性佳、熔体流动性好且易进行注塑成型的性能。
Description
技术领域
本发明属于工程塑料领域，尤其涉及一种聚酰胺复合材料、其制备方法和应用。
背景技术
聚酰胺如尼龙6、尼龙66和尼龙46，具有优异的机械强度、耐热性、耐化学腐蚀性、耐磨损性和自润滑性，且摩擦系数低、电绝缘性好，因而聚酰胺在电子电器、汽车零部件、日用工业品等领域得到了广泛的应用，已经成为最重要的工程塑料之一。虽然聚酰胺具有以上优异的性质，但是作为一种有机高分子材料，其导热性却较差。按照传统的聚合物基复合材料的研究现状，电绝缘性优良的材料往往是热的不良导体，即高电绝缘性材料的热导率一般都较低。通常，想要赋予工程塑料较高的导热率必须填充很高份量的导热粉(60～85％)，这样才能使填充的导热粉之间形成良好的导热网络，进而明显提高工程塑料导热率。然而，导热粉填充太高不仅导致难以下料，同时严重降低材料的力学性能，尤其是材料的冲击强度下降明显。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种聚酰胺复合材料，解决现有技术中聚酰胺复合材料优良的导热性能和机械性能不能并存的问题；及该聚酰胺复合材料制备方法和应用。
本发明是这样实现的，
一种聚酰胺复合材料，包括如下重量份数的组分：
以及，
上述聚酰胺复合材料制备方法，包括如下步骤：
按配方提供所述聚酰胺、石墨烯或氧化石墨烯、无机填料、偶联剂、抗氧剂及润滑剂；
将该聚酰胺与偶联剂混合，得到第一混合物，向该第一混合物中加入石墨烯或氧化石墨烯，混合后得到第二混合物，向该第二混合物中加入无机填料、抗氧剂及润滑剂，混合得到第三混合物；
将所述第三混合物熔融挤出，得到聚酰胺复合材料。
本发明进一步提供上述聚酰胺复合材料在电子设备、LED外壳、灯座上的应用。
本发明聚酰胺复合材料，通过配合使用石墨烯/氧化石墨烯、无机填料及偶联剂，利用石墨烯或氧化石墨烯本身的高导热性能及其独特的纳米层状结构，能够使聚酰胺复合材料内部形成更加连续有效的导热网络，从而大幅度提升材料的热导率；同时具有熔融加工性佳、熔体流动性好且易进行注塑成型的优点。本发明聚酰胺复合材料制备方法，操作简单，成本低廉，非常适于工业化生产；通过配合使用石墨烯/氧化石墨烯、无机填料及偶联剂，使所制备的复合材料具有良好的热导率；同时具有熔融加工性佳、熔体流动性好且易进行注塑成型的性能。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明实施例提供一种聚酰胺复合材料，包括如下重量份数的组分：
具体地，该聚酰胺树脂选自等分子主链上含有重复酰胺基团的脂肪族PA或芳香族PA或脂肪族-芳香族PA热塑性树脂中的一种或多种，例如，可以选自聚己内酰胺(PA6)、聚己二酸己二胺(PA66)、聚酞胺(PA46)、聚癸二酸癸二胺(PA1010)、聚十二酰胺(PA1212)等。其中PA6优选粘度为2.4粘到2.7粘的PA6，例如湖南岳阳巴陵石化公司生产，商品牌号YH400；或广东新会美达锦纶股份有限公司生产，商品牌号M2400。
本发明优选中等粘度的聚酰胺，不仅可保证在较高填充量的情况下树脂基体与导热粉在熔融加工过程中充分混合均匀，而且也有助于提高各组分之间的相互结合力。本发明中的聚酰胺质量份数为10-30份，优选15-27份。
该石墨烯选自单层或多层(1-20层)碳结构的石墨烯，其片层厚度为0.34nm～10nm，尺寸为0.1μm～50μm。该氧化石墨烯的含氧量为0.5～45wt％(重量百分比)，该氧化石墨烯可以从石墨烯氧化得到，也可以选自由氧化石墨烯还原或部分还原得到的石墨烯。该石墨烯选自通过化学氧化法、热膨胀法、机械剥离法、化学气相沉积法制备得到。
通过加入石墨烯，一方面石墨烯本身具有优异的导热性能，对提高聚酰胺复合材料的热导率有很大帮助；另一方面，石墨烯独特的纳米片层结构可作为分散的导热粉之间的连接媒介，可保证导热粉之间形成更加有效的连续导热网络。本发明中的石墨烯为1-20层的石墨烯，优选1-6层的石墨烯；石墨烯片层越少(即片层厚度越小)，对复合材料的力学性能影响越小，甚至能够提高复合材料的力学性能；同时，石墨烯片层数越少，需要添加的份数也越少。本发明中的石墨烯尺寸为0.1μm-55μm(微米)，优选8-16μm的石墨烯，石墨烯的尺寸最优选12-15μm。一方面，石墨烯的片层厚度越小越有利于熔融加工时的分散；另一方面，选择石墨烯的尺寸时需要考虑到所添加导热粉的具体尺寸，石墨烯的添加质量份数优选1-3.5份。
该导热粉可以选自氧化镁粉末颗粒、氧化锌粉末颗粒、氧化铝粉末颗粒、碳化硅粉末颗粒、氮化铝粉末颗粒中的一种或多种混合物；
该导热粉也可以选自氧化镁晶须、氧化锌晶须、碳化硅晶须或高导热碳纤维(高导热石墨纤维)中的一种或多种混合物；
该导热填料还可以是由氧化镁粉末颗粒、氧化锌粉末颗粒、氧化铝粉末颗粒、碳化硅粉末颗粒、氮化铝粉末颗粒中的一种或多种与氧化镁晶须、氧化锌晶须、碳化硅晶须或高导热碳纤维中的一种或多种复配组成的混合物。
其中，该氧化镁粉末、氧化锌粉末、氧化铝粉末、碳化硅粉末或氮化铝粉末的粒径为5-75nm，该氧化镁晶须、氧化锌晶须、碳化硅晶须或高导热碳纤维长度为0.5-35μm。
本发明中的导热粉优选氧化镁和碳化硅复配使用，其中碳化硅的粒径优选40-65μm，氧化镁的粒径优选8-17μm，碳化硅的添加质量份数优选42-69份，氧化镁的添加质量份数优选24-48份。
该偶联剂选自硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂、磷酸酯偶联剂或硼酸酯偶联剂中的一种或几种复配，具体没有限制。该硅烷偶联剂包括KH550，KH560，KH570，KH792，DL172，DL602，DL171；优选KH560。通过加入偶联剂，特别是将偶联剂与聚酰胺树脂粒子先进行预混合，一方面得到表面为偶联剂所浸润树脂粒子后，有助于石墨烯和导热粉的均匀混合；另一方面，通过加入偶联剂能够增强树脂基体与无机填料之间的界面相互作用力，进而可提高复合材料的物理机械性能，尤其是树脂基体间更加连续有效导热网络的形成，可促进复合材料导热率的提高。该偶联剂的添加质量份数为0.5-3份，优选为2份。
该抗氧剂为1098：N,N'-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺；或168：三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯；或:1010：四[β-35-二叔丁基-4-羟基苯基丙酸]季戊四醇酯；或1076：β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八碳醇酯中的一种或多种。
该润滑剂为硬脂酸盐、OP蜡、氧化聚乙烯蜡、硅酮粉、硅酮母粒、改性乙撑双硬脂酰胺、改性乙撑双脂肪酸酰胺中的一种或几种混合物。
本发明实施例聚酰胺复合材料，通过配合使用石墨烯/氧化石墨烯、无机填料及偶联剂，利用石墨烯或氧化石墨烯本身的高导热性能及其独特的纳米层状结构，能够使聚酰胺复合材料内部形成更加连续有效的导热网络，从而大幅度提升材料的热导率；同时具有熔融加工性佳、熔体流动性好且易进行注塑成型的优点。
本发明实施例进一步提供上述聚酰胺复合材料制备方法，包括如下步骤：
步骤S01，提供原料：
按配方提供上述聚酰胺、石墨烯或氧化石墨烯、无机填料、偶联剂、抗氧剂及润滑剂；
步骤S02，混合：
将该聚酰胺与偶联剂混合，得到第一混合物，向该第一混合物中加入石墨烯或氧化石墨烯，混合后得到第二混合物，向该第二混合物中加入无机填料、抗氧剂及润滑剂，混合得到第三混合物；
步骤S03，熔融挤出：
将该第三混合物熔融挤出，造粒，得到聚酰胺复合材料。
具体的，步骤S01中，该聚酰胺、石墨烯或氧化石墨烯、无机填料、偶联剂、抗氧剂及润滑剂和前述的相同，在此不重复阐述。
具体地，步骤S02中，将称好的偶联剂与聚酰胺树脂先进行混合，得到第一混合物；
然后再加入石墨烯进行二次混合，混合时间为1～8分钟，混合时的搅拌速度为20～200rmp，得到第二混合物；
最后加入导热粉和抗氧剂、润滑剂等加工助剂并进行三次混合得到第三混合物(高导热的聚酰胺复合材料前体)，第三次混合的时间为2～30分钟，混合时的搅拌速度约为20～250rpm。
步骤S03中，将第三混合物熔融挤出，挤出设备为单螺杆或双螺杆挤出机，工艺条件为：一区温度180～230℃，二区温度为220～270℃，三区温度为230～260℃，四区温度为220～260℃，螺杆转数为200～450rpm。
本发明实施例聚酰胺制备方法，采用石墨烯或氧化石墨烯，再加上无机填料作为导热剂，配合使用偶联剂及特定熔融指数的聚酰胺树脂，利用石墨烯或氧化石墨烯本身的高导热性能及其独特的纳米层状结构，能够使聚酰胺复合材料内部形成更加连续有效的导热网络，从而制备具有优良热导率的聚酰胺复合材料；同时实现该聚酰胺复合材料具有熔融加工性佳、熔体流动性好且易进行注塑成型的优点，本发明聚酰胺复合材料制备方法，操作简单，成本低廉，非常适于工业化生产。
本发明实施例进一步提供上述聚酰胺复合材料在电子设备、LED外壳或灯座上的应用。
以下结合具体实施例对上述聚酰胺复合材料制备方法进行详细阐述。
实施例一
本发明实施例聚酰胺复合材料，包括如下重量份数的组分：
聚酰胺尼龙66的重量份数为17份，石墨烯的重量份数为1份，导热粉的重量份数为80份，偶联剂KH-560的重量份数为1.3份，抗氧剂1098和168的重量份数均为0.2份，润滑剂硬脂酸钙的重量份数为0.3份，其中，石墨烯的平均厚度为4nm，平均尺寸为15μm；80份重量份数的导热粉由56份平均粒径为60μm的碳化硅颗粒和24份平均粒径为15μm的氧化镁颗粒组成。
本发明实施例聚酰胺复合材料的制备方法，包括如下步骤：
(a)将1.3份重量份数的KH-560与16份质量份数的尼龙66树脂先混合均匀，再加入1份质量份数的石墨烯并用高速搅拌机以180rpm的转速匀速搅拌5分钟，接着加入预先混合均匀的56份60μm的碳化硅和26份15μm的氧化镁混合物以及0.2份1098、0.2份168和0.5份硬脂酸钙，并将所有原料和助剂继续在高速搅拌机中以200rpm的转数继续搅拌混合8分钟得到高导热尼龙66复合材料前体；
(b)将上述高导热尼龙66复合材料前体放入双螺杆挤出机中进行熔融挤出、造粒。双螺杆挤出机的螺杆直径为35mm，螺杆长度和直径的比例为32:1。熔融挤出的工艺条件为：双螺杆挤出机一区温度为220℃，二区温度为230℃，三区温度为220℃，四区温度为230℃，机头温度为250℃，螺杆转数为400rpm。
所得到的石墨烯改性高导热尼龙66的各项测试结果见表2。
实施例二
本发明实施例聚酰胺复合材料，包括如下重量分数的组分：
聚酰胺尼龙6的重量份数为19份，石墨烯的重量份数为1.2份，导热粉为78份平均粒径为60μm的氧化锌颗粒粉末，偶联剂KH-550的重量份数为1份，抗氧剂1098和168的重量份数均为0.2份，润滑剂OP蜡的重量份数为0.4份。其中，石墨烯的平均厚度为4nm，平均尺寸为15μm。
本发明实施例聚酰胺复合材料的制备方法包括如下步骤：
(a)将1份重量份数的KH-550与19份质量份数的尼龙6树脂先混合均匀，再加入1.2份质量份数的石墨烯并用高速搅拌机以180rpm的转速匀速搅拌5分钟，接着加入预先混合均匀的78份60μm的氧化锌颗粒粉末以及0.2份1098、0.2份168和0.4份OP蜡，并将所有原料和助剂继续在高速搅拌机中以200rpm的转数继续搅拌混合8分钟得到高导热尼龙6复合材料前体；
(b)将上述高导热尼龙6复合材料前体放入双螺杆挤出机中进行熔融挤出、造粒。双螺杆挤出机的螺杆直径为35mm，螺杆长度和直径的比例为32:1。熔融挤出的工艺条件为：双螺杆挤出机一区温度为220℃，二区温度为230℃，三区温度为220℃，四区温度为230℃，机头温度为240℃，螺杆转数为450rpm。
所得到的石墨烯改性高导热尼龙6的各项测试结果见表2。
实施例三
本发明实施例聚酰胺复合材料，包括如下重量分数的组分：
聚酰胺尼龙6的重量份数为31份，石墨烯的重量份数为2份，导热粉为65份平均粒径为40μm的氧化镁颗粒粉末，偶联剂KH-550的重量份数为1.2份，抗氧剂1098和168的重量份数均为0.2份，润滑剂氧化聚乙烯蜡的重量份数为0.4份。其中，石墨烯的平均厚度为5nm，平均尺寸为50μm。
本发明实施例聚酰胺复合材料的制备方法包括如下步骤：
(a)将1.2份质量份数的KH-550与31份质量份数的尼龙6树脂先混合均匀，再加入2份质量份数的石墨烯并用高速搅拌机以180rpm的转速匀速搅拌5分钟，接着加入预先混合均匀的65份平均粒径为40μm的氧化锌颗粒粉末以及0.2份1098、0.2份168和0.4份氧化聚乙烯蜡，并将所有原料和助剂继续在高速搅拌机中以200rpm的转数继续搅拌混合8分钟得到高导热尼龙6复合材料前体；
(b)将上述高导热尼龙6复合材料前体放入双螺杆挤出机中进行熔融挤出、造粒。双螺杆挤出机的螺杆直径为35mm，螺杆长度和直径的比例为32:1。熔融挤出的工艺条件为：双螺杆挤出机一区温度为220℃，二区温度为230℃，三区温度为220℃，四区温度为230℃，机头温度为240℃，螺杆转数为450rpm。
所得到的石墨烯改性高导热尼龙6的各项测试结果见表2。
实施例四
本发明实施例聚酰胺复合材料，包括如下重量分数的组分：
添加比例为1:1的聚酰胺尼龙6和尼龙66复配树脂的总质量份数为24份，石墨烯的质量份数为2份，导热粉的质量份数为72份，偶联剂KH-570的质量份数为1.2份，抗氧剂1098和168的质量份数均为0.2份，润滑剂氧化聚乙烯蜡的质量份数为0.4份。其中，石墨烯的平均厚度为4nm，平均尺寸为15μm。其中，70份重量份数的导热粉由48份平均长度为30μm、平均直径为2μm的碳化硅晶须和24份平均粒径为10μm的氧化镁颗粒组成。
本发明实施例聚酰胺复合材料的制备方法包括如下步骤：
(a)将1.2份重量份数的KH-570与24份质量份数的尼龙6和尼龙66复配树脂先混合均匀，再加入2份质量份数的石墨烯并用高速搅拌机以200rpm的转速匀速搅拌5分钟，接着加入预先混合均匀的48份平均长度为30μm、平均直径为2μm的碳化硅晶须和24份平均粒径为10μm的氧化镁颗粒，另外0.2份1098、0.2份168和0.4份氧化聚乙烯蜡也一并加入，再将所有原料和助剂继续在高速搅拌机中以200rpm的转数继续搅拌混合10分钟得到高导热聚酰胺复合材料前体；
(b)将上述高导热聚酰胺复合材料前体放入双螺杆挤出机中进行熔融挤出、造粒。双螺杆挤出机的螺杆直径为35mm，螺杆长度和直径的比例为44:1。熔融挤出的工艺条件为：双螺杆挤出机一区温度为230℃，二区温度为240℃，三区温度为230℃，四区温度为240℃，机头温度为250℃，螺杆转数为420rpm。
所得到的石墨烯改性高导热尼龙6的各项测试结果见表2。
实施例五
本发明实施例聚酰胺复合材料，包括如下重量分数的组分：
聚酰胺尼龙46质量份数为24.5份，石墨烯的质量份数为1.5份，导热粉的质量份数为72份，偶联剂KH-560的质量份数为1.2份，抗氧剂1098和168的质量份数均为0.2份，润滑剂氧化聚乙烯蜡的质量份数为0.4份。其中，石墨烯的平均厚度为4nm，平均尺寸为15μm；72份重量份数的导热粉由48份平均粒径为58μm的氧化铝和24份平均粒径为10μm的氧化镁颗粒组成。
本发明实施例聚酰胺复合材料的制备方法包括如下步骤：
(a)将1.2份重量份数的KH-560与24.5份质量份数的尼龙46树脂先混合均匀，再加入1.5份质量份数的石墨烯并用高速搅拌机以200rpm的转速匀速搅拌5分钟，接着加入预先混合均匀的48份平均粒径为58μm的氧化铝颗粒和24份平均粒径为10μm的氧化镁颗粒，另外0.2份1098、0.2份168和0.4份氧化聚乙烯蜡也一并加入，再将所有原料和助剂继续在高速搅拌机中以200rpm的转数继续搅拌混合10分钟得到高导热聚酰胺复合材料前体；
(b)将上述高导热聚酰胺复合材料前体放入双螺杆挤出机中进行熔融挤出、造粒。双螺杆挤出机的螺杆直径为35mm，螺杆长度和直径的比例为44:1。熔融挤出的工艺条件为：双螺杆挤出机一区温度为260℃，二区温度为270℃，三区温度为260℃，四区温度为280℃，机头温度为290℃，螺杆转数为450rpm。
所得到的石墨烯改性高导热尼龙46的各项测试结果见表2。
实施例六
本发明实施例聚酰胺复合材料，包括如下重量分数的组分：
聚酰胺尼龙66的质量份数为26份，氧化石墨烯的质量份数为1.5份，导热粉的质量份数为70.5份，偶联剂KH-560的质量份数为1.2份，抗氧剂1098和168的质量份数均为0.2份，润滑剂氧化聚乙烯蜡的质量份数为0.4份。其中，氧化石墨烯的碳氧比为2:1，其平均厚度为4nm，平均尺寸为15μm；导热粉为氧化铝颗粒，其平均粒径为40μm。
本发明实施例聚酰胺复合材料的制备方法包括如下步骤：
(a)将1.2份重量份数的KH-560与26份质量份数的尼龙66树脂先混合均匀，再加入1.5份质量份数的石墨烯并用高速搅拌机以200rpm的转速匀速搅拌5分钟，接着加入70.5份平均粒径为40μm的氧化铝颗粒，另外0.2份1098、0.2份168和0.4份氧化聚乙烯蜡也一并加入，再将所有原料和助剂继续在高速搅拌机中以250rpm的转数继续搅拌混合10分钟得到高导热聚酰胺复合材料前体；
(b)将上述高导热聚酰胺复合材料前体放入双螺杆挤出机中进行熔融挤出、造粒。双螺杆挤出机的螺杆直径为35mm，螺杆长度和直径的比例为32:1。熔融挤出的工艺条件为：双螺杆挤出机一区温度为230℃，二区温度为240℃，三区温度为230℃，四区温度为240℃，机头温度为270℃，螺杆转数为450rpm。
所得到的石墨烯改性高导热尼龙66的各项测试结果见表2。
对比例一
本对比例聚酰胺复合材料包括如下质量份数的组分：
聚酰胺尼龙6的重量份数为16份，导热粉为81份平均粒径为60μm的氧化锌颗粒粉末，偶联剂KH-550的重量份数为2份，抗氧剂1098和168的重量份数均为0.2份，润滑剂OP蜡的重量份数为0.6份。
本对比例聚酰胺复合材料的制备方法包括如下步骤：
(a)将2份重量份数的KH-550与16份质量份数的尼龙6树脂先混合均匀，接着加入预先混合均匀的81份60μm的氧化锌颗粒粉末以及0.2份1098、0.2份168和0.4份OP蜡，并将所有原料和助剂继续在高速搅拌机中以200rpm的转数继续搅拌混合8分钟得到导热尼龙6复合材料前体；
(b)将上述导热尼龙6复合材料前体放入双螺杆挤出机中进行熔融挤出、造粒。双螺杆挤出机的螺杆直径为35mm，螺杆长度和直径的比例为32:1。熔融挤出的工艺条件为：双螺杆挤出机一区温度为220℃，二区温度为230℃，三区温度为220℃，四区温度为230℃，机头温度为240℃，螺杆转数为420rpm。
所得到的导热尼龙6的各项测试结果见表2。
对比例二
本对比例聚酰胺复合材料包括如下质量份数的组分：
聚酰胺尼龙6的重量份数为99份，偶联剂KH-550的重量份数为0.3份，抗氧剂1098和168的重量份数均为0.2份，润滑剂OP蜡的重量份数为0.3份。
本对比例聚酰胺复合材料的制备方法包括如下步骤：
(a)将99份质量份数的尼龙6树脂与0.3份重量份数的KH-550以及0.2份1098、0.2份168和0.3份OP蜡一并在高速搅拌机中以150rpm的转数继续搅拌混合2分钟得到尼龙6注塑材料前体；
(b)将上述尼龙6注塑材料前体放入双螺杆挤出机中进行熔融挤出、造粒。双螺杆挤出机的螺杆直径为35mm，螺杆长度和直径的比例为32:1。熔融挤出的工艺条件为：双螺杆挤出机一区温度为220℃，二区温度为230℃，三区温度为220℃，四区温度为230℃，机头温度为240℃，螺杆转数为400rpm。
所得到尼龙6的各项测试结果见表2。
性能测试
对本专利所述各实施例复合材料与对比例材料的力学性能与导热率进行测试，其性能评价方式及测试标准为：
将完成造粒的材料在110℃的鼓风干燥烘箱中连续干燥2-3小时，然后将干燥好的材料在装有标准测试样条模具的注射成型机上进行制样。密度按ASTMD792进行；拉伸性能测试按ASTMD790标准进行；弯曲性能测试按ASTMD790标准进行；悬臂梁冲击强度测试按标准ASTMD256标准进行；导热率测试按GB/T22588-2008进行。
实施例一至六和对比例一与二中所制备材料的组成与各项性能具有密切的相关性。
表1各实施例制备的复合材料及对比例材料的组成情况
表1仅列出各实施例与对比例中各组分的质量份数，具体的组分已在前文有所交代，这里不再详细列出。
表2各实施例制备的复合材料及其对比例材料的力学性能和导热率测试结果：
从表2中可以看出，单纯以氧化锌为导热助剂时，尽管添加的质量份数达到81％，也仅将材料的导热率由0.19W/(m·K)提高到0.95W/(m·K)，还远未达到散热器件的导热要求。而当添加1～2份石墨烯与导热粉复配作为导热助剂之后，材料的导热率均提高到了4.5W/(m·K)以上；其中当石墨烯与晶须状的导热粉复配使用时，材料导热率的提高最显著。另外，经石墨烯和导热粉改性后，与纯树脂相比，聚酰胺复合材料除了冲击强度偏低外，其拉伸强度、弯曲强度和弯曲模量基本上都有所提高。这说明采用本发明的制备方法得到的石墨烯改性高导热聚酰胺复合材料不仅具有稳定且优异的导热性能，还具有优异的机械性能。由于导热工程塑料在注塑加工时具有更高的结构设计自由度，因此采用本发明的制备方法所制备的高导热聚酰胺复合材料可广泛应用于用于电子电气领域的散热元件中，特别适用于LED散热器外壳、高温灯座配件以及其他散热器外壳等，具有非常广阔的应用前景。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种聚酰胺复合材料，包括如下重量份数的组分：
所述石墨烯的层数为1-20层，片层厚度为4nm～5nm，石墨烯的尺寸为15μm～50μm。
2.如权利要求1所述的聚酰胺复合材料，其特征在于，所述无机填料选自氧化镁粉末、氧化锌粉末、氧化铝粉末、碳化硅粉末、氮化铝粉末、氧化镁晶须、氧化锌晶须、碳化硅晶须或碳纤维中的一种或多种。
3.如权利要求1所述的聚酰胺复合材料，其特征在于，所述偶联剂选自硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂、磷酸酯偶联剂或硼酸酯偶联剂中的一种或多种。
4.如权利要求2所述的聚酰胺复合材料，其特征在于，所述氧化镁粉末、氧化锌粉末、氧化铝粉末、碳化硅粉末或氮化铝粉末的粒径为5-75nm，所述氧化镁晶须、氧化锌晶须、碳化硅晶须或碳纤维长度为0.5-35μm。
5.如权利要求1所述的聚酰胺复合材料制备方法，包括如下步骤：
按配方提供所述聚酰胺、石墨烯、无机填料、偶联剂、抗氧剂及润滑剂；
将所述聚酰胺与偶联剂混合，得到第一混合物，向所述第一混合物中加入石墨烯，混合后得到第二混合物，向所述第二混合物中加入无机填料、抗氧剂及润滑剂，混合得到第三混合物；
将所述第三混合物熔融挤出，得到聚酰胺复合材料。
6.如权利要求5所述的聚酰胺复合材料制备方法，其特征在于，所述熔融挤出的工艺条件为：一区温度180～230℃，二区温度为220～270℃，三区温度为230～260℃，四区温度为220～260℃，螺杆转数为200～450rpm。
7.如权利要求1-4任一项所述的聚酰胺复合材料在电子设备、LED外壳或灯座上的应用。
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