CN103044906B - 一种具有导热功能的尼龙基复合材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有导热功能的尼龙基复合材料，其特征在于：其是由以下质量份的原料组成：60-80份的尼龙、1-20份的表面改性高效导热剂、1-5份的相容剂、0.5-1份的抗氧剂、0.5-1份的偶联剂。一种具有导热功能的尼龙基复合材料的制备方法，包括以下步骤：将各原料混合均匀，然后置于挤出机中进行熔融挤出、造粒即可。本发明的产品具有良好的导热性能,可以应用于照明、通讯系统的散热零部件。

Description

一种具有导热功能的尼龙基复合材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种具有导热功能的尼龙基复合材料及其制备方法。
背景技术
尼龙具有良好的力学性能和热稳定性，同时又具有良好的自润滑性、耐磨性、耐热性和耐腐蚀性,广泛应用于电子通讯、照明灯具、汽车、电动工具、电气开关等领域.但是其较低的导热系数（0.26~0.35w/mk）限制了其在照明通讯导热、散热应用范围。
目前国内对导热复合材料的研究主要以填充氮化铝、氧化镁、氮化铝、石墨、碳粉等导热填料为主。但是此类导热填料添加量大,从而使得其复合材料的力学性能不佳，导热系数低。
发明内容
本发明的目的为提供一种具有导热功能的尼龙基复合材料及其制备方法。
本发明所采取的技术方案为：
一种具有导热功能的尼龙基复合材料，其是由以下质量份的原料组成：60-80份的尼龙、0-15份的聚丙烯、1-20份的表面改性高效导热剂、1-5份的相容剂、0.5-1份的抗氧剂、0.5-1份的偶联剂。
所述的尼龙为脂肪族尼龙、芳香族尼龙、半芳香尼龙、尼龙合金中的至少一种。
所述的表面改性高效导热剂是这样制备的：将助剂、高效导热剂、金刚石粉末、乙醇进行充分的混合制成浆料即可；其中，所述的助剂为乙撑双硬酯酰胺、硅酮、聚丙烯酸酯、聚二甲基硅氧烷、聚甲基苯基硅氧烷、有机改性聚硅氧烷中的至少一种；所述的助剂在浆料中的质量百分比为0.5-3%，高效导热剂和金刚石粉末在浆料中的质量百分比为20-30%，高效导热剂和金刚石粉末的质量比为100-10:1。
所述的相容剂为POE-g-MAH。
所述的抗氧剂为受阻酚抗氧剂或亚磷酸酯抗氧剂中的至少一种。
所述的高效导热剂为石墨烯纳米片。
所述的偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂、锆酸酯偶联剂中的至少一种。
制备一种具有导热功能的尼龙基复合材料的方法，包括以下步骤：将各原料混合均匀，然后置于挤出机中进行熔融挤出、造粒即可。
本发明的有益效果是：本发明的产品具有良好的导热性能,可以应用于照明、通讯系统的散热零部件。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步的说明：
实施例1：
一种具有导热功能的尼龙基复合材料，其配方组成如下表：
表1：具有导热功能的尼龙基复合材料的配方组成
原料 质量份
尼龙6 80
POE-g-MAH 5
表面改性高效导热剂 15
抗氧剂 1010 0.5
硅烷偶联剂KH560 1
表格中所述的表面改性高效导热剂是这样制备的：将助剂、高效导热剂石墨烯纳米片（型号：XF067）、金刚石粉末、乙醇进行充分的混合制成浆料即可；其中，所述的助剂为乙撑双硬酯酰胺、聚丙烯酸酯（型号：BYK-356）质量比为1:1的混合物；所述的助剂在浆料中的质量百分比为1%，高效导热剂石墨烯纳米片和金刚石粉末二者的质量和在浆料中所占的百分比为25%，高效导热剂石墨烯纳米片和金刚石粉末的质量比为20:1。
实施例2：
一种具有导热功能的尼龙基复合材料，其配方组成如下表：
表2：具有导热功能的尼龙基复合材料的配方组成
原料 质量份
尼龙66 77
POE-g-MAH 5
表面改性高效导热剂 18
抗氧剂 168 0.5
硅烷偶联剂KH560 1
表格中所述的表面改性高效导热剂是这样制备的：将助剂、高效导热剂石墨烯纳米片（型号：XF067）、金刚石粉末、乙醇进行充分的混合制成浆料即可；其中，所述的助剂为乙撑双硬酯酰胺、聚丙烯酸酯（型号：BYK-356）质量比为1:1的混合物；所述的助剂在浆料中的质量百分比为0.5%，高效导热剂石墨烯纳米片和金刚石粉末二者的质量和在浆料中所占的百分比为20%，高效导热剂石墨烯纳米片和金刚石粉末的质量比为10:1。
实施例3：
一种具有导热功能的尼龙基复合材料，其配方组成如下表：
表3：具有导热功能的尼龙基复合材料的配方组成
原料 质量份
尼龙46 75
POE-g-MAH 5
表面改性高效导热剂 20
抗氧剂 1098 0.5
硅烷偶联剂KH560 1
表格中所述的表面改性高效导热剂是这样制备的：将助剂、高效导热剂石墨烯纳米片（型号：XF067）、金刚石粉末、乙醇进行充分的混合制成浆料即可；其中，所述的助剂为乙撑双硬酯酰胺、聚丙烯酸酯（型号：BYK-356）质量比为1:1的混合物；所述的助剂在浆料中的质量百分比为3%，高效导热剂石墨烯纳米片和金刚石粉末二者的质量和在浆料中所占的百分比为30%，高效导热剂石墨烯纳米片和金刚石粉末的质量比为100:1。
实施例4：
一种具有导热功能的尼龙基复合材料，其配方组成如下表：
表4：具有导热功能的尼龙基复合材料的配方组成
原料 质量份
尼龙12 80
POE-g-MAH 8
表面改性高效导热剂 12
抗氧剂1076 0.5
硅烷偶联剂KH560 1
表格中所述的表面改性高效导热剂是这样制备的：将助剂、高效导热剂石墨烯纳米片（型号：XF067）、金刚石粉末、乙醇进行充分的混合制成浆料即可；其中，所述的助剂为乙撑双硬酯酰胺、聚二甲基硅氧烷（型号：DC350）质量比为1:1的混合物；所述的助剂在浆料中的质量百分比为3%，高效导热剂石墨烯纳米片和金刚石粉末二者的质量和在浆料中所占的百分比为30%，高效导热剂石墨烯纳米片和金刚石粉末的质量比为100:1。
实施例5：
一种具有导热功能的尼龙基复合材料，其配方组成如下表：
表5：具有导热功能的尼龙基复合材料的配方组成
原料 质量份
尼龙6 60
聚丙烯 15
POE-g-MAH 5
表面改性高效导热剂 20
抗氧剂1076 0.5
硅烷偶联剂KH560 1
表格中所述的表面改性高效导热剂是这样制备的：将助剂、高效导热剂石墨烯纳米片（型号：XF067）、金刚石粉末、乙醇进行充分的混合制成浆料即可；其中，所述的助剂为乙撑双硬酯酰胺、聚二甲基硅氧烷（型号：DC350）质量比为1:1的混合物；所述的助剂在浆料中的质量百分比为3%，高效导热剂石墨烯纳米片和金刚石粉末二者的质量和在浆料中所占的百分比为25%，高效导热剂石墨烯纳米片和金刚石粉末的质量比为50:1。
由实施例1-5的配方制备的复合材料的性能如下表6：
表6：实施例制备的复合材料的性能
性能 单位 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5
拉伸强度 Mpa 77 95 86 75 53
弯曲强度 Mpa 100 115 175 90 78
弯曲模量 Mpa 2900 3500 3800 2600 2500
简支梁缺口冲击强度 KJ/m2 7.5 5.5 6 5.5 6.5
导热系数 w/m·k 2.6 3.0 3.5 2.9 2.5
将实施例的配方原料制备成复合材料的方法为：将配方原料成份先混合均匀，再熔融挤出切粒即可，其中，熔融挤出的温度为250-320℃，挤出机的螺杆长径比为48:1。
发明的产品具有良好的导热性能,可以应用于照明、通讯系统的散热零部件。

Claims (2)

1.一种具有导热功能的尼龙基复合材料，其特征在于：其是由以下质量份的原料组成：60-80份的尼龙、0-15份的聚丙烯、1-20份的表面改性高效导热剂、1-5份的相容剂、0.5-1份的抗氧剂、0.5-1份的偶联剂；所述的尼龙为脂肪族尼龙、芳香族尼龙、半芳香尼龙、尼龙合金中的至少一种；所述的表面改性高效导热剂是这样制备的：将助剂、高效导热剂、金刚石粉末、乙醇进行充分的混合制成浆料即可；其中，所述的助剂为乙撑双硬脂酰胺、硅酮、聚丙烯酸酯、聚二甲基硅氧烷、聚甲基苯基硅氧烷、有机改性聚硅氧烷中的至少一种；所述的助剂在浆料中的质量百分比为0.5-3%，高效导热剂和金刚石粉末在浆料中的质量百分比为20-30%，高效导热剂和金刚石粉末的质量比为100-10:1；所述的相容剂为POE-g-MAH；所述的抗氧剂为受阻酚抗氧剂或亚磷酸酯抗氧剂中的至少一种；所述的偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂、锆酸酯偶联剂中的至少一种；所述的高效导热剂为石墨烯纳米片。
2.制备权利要求1所述的一种具有导热功能的尼龙基复合材料的方法，包括以下步骤：将各原料混合均匀，然后置于挤出机中进行熔融挤出、造粒即可。
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