CN105086428A - 一种高性能高分子导热材料 - Google Patents

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翁永华
汪理文
丁贤麟
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    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L77/00—Compositions of polyamides obtained by reactions forming a carboxylic amide link in the main chain; Compositions of derivatives of such polymers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
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Abstract

本发明公开了一种高性能高分子导热材料，按重量份计，由以下组分组成：尼龙60-70份，聚碳酸酯20-30份，导热填料20-30份，增强填料5-20份，阻燃剂0.5-5份，其他助剂1-5份，所述导热填料为表面改性的纳米氮化铝和六方氮化硼的混合物。本发明的配方大大提高了尼龙的导热性能，且在提高其导热性能的同时也增加了材料的力学性能，聚碳酸酯是一类无味无臭对人体无害符合卫生安全的环保型树脂，它具有的较高的耐候性和机械性能可增加最终复合材料的综合力学性能。

Description

一种高性能高分子导热材料
技术领域
本发明涉及一种高性能高分子导热材料，属于高分子材料领域。
背景技术
高分子材料具有质轻、绝缘、可快速成型等一系列优异的特点，因此是应用于很多电子、电气零部件的首选材料，特别是近年来，随着节能环保等综合性需求的越来越强烈，传统照明系统已经逐步被先进的LED照明系统所替代，而实现LED照明技术当中的很关键一步即为需要能有绝缘导热材料在产业化应用，尼龙纯树脂的导热系数一般在0.3（W/m-K)左右，新兴的LED照明灯领域，高端产品基本都是用导热尼龙做散热材料的。和传统的铝材相比，尼龙塑料容易加工，成本低，而且热辐射性能更好。而这类高性能导热材料目前只有国外少数几家跨国企业成功开发应用，价格及其昂贵，这压缩了国内相关产业的利润，限制了相关产业的进一步应用，为此必须大力开发国产高分子导热材料。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种高性能高分子导热材料。
为解决上述问题，本发明采用的技术方案是：
一种高性能高分子导热材料，按重量份计，由以下组分组成：
尼龙60-70份，聚碳酸酯20-30份，导热填料20-30份，增强填料5-20份，阻燃剂0.5-5份，其他助剂1-5份，所述导热填料为表面改性的纳米氮化铝和六方氮化硼的混合物。
优选地，所述表面改性的纳米氮化铝和六方氮化硼的混合物有以下方法制备：将表面活性剂与无水乙醇与去离子水以体积比：1:1.5-3:2-5混合均匀后加入纳米级氮化铝和六方氮化硼，然后超声分散，离心分离得表面改性的纳米氮化铝和六方氮化硼的混合物。
优选地，所述增强填料为玻璃纤维或绝缘陶瓷粉体。
优选地，所述其他助剂为抗氧剂、光稳剂及润滑剂。
优选地，所述阻燃剂为受阻酚类抗氧剂。
优选地，所述导热填料中纳米氮化铝和六方氮化硼的质量比为：1:0.05-0.3。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果：
大大提高了尼龙的导热性能，且在提高其导热性能的同时也增加了材料的力学性能，聚碳酸酯是一类无味无臭对人体无害符合卫生安全的环保型树脂，它具有的较高的耐候性和机械性能可增加最终复合材料的综合力学性能。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
本发明材料的制备方法可利用本领域公知的制备方法指的，如采用双螺杆挤出工艺，各区温度控制在200-500℃更佳。
实施例1
首先，按以下方法制备表面改性的纳米氮化铝和六方氮化硼，其中纳米氮化铝和纳米六方氮化硼的质量比1:0.05：将表面活性剂与无水乙醇与去离子水以体积比：1:1.5:4混合均匀后加入纳米级氮化铝和六方氮化硼，然后超声分散30min，离心分离得表面改性的纳米氮化铝和六方氮化硼的混合物。
其次，按以下配方制得复合材料：
尼龙60份，聚碳酸酯25份，纳米氮化铝和六方氮化硼的混合物20份，玻璃纤维10份，阻燃剂0.5份，其他助剂（抗氧剂、光稳剂及润滑剂）1份。
实施例2
首先，按以下方法制备表面改性的纳米氮化铝和六方氮化硼，其中纳米氮化铝和纳米六方氮化硼的质量比1:0.2：将表面活性剂与无水乙醇与去离子水以体积比：1:2:4混合均匀后加入纳米级氮化铝和六方氮化硼，然后超声分散30min，离心分离得表面改性的纳米氮化铝和六方氮化硼的混合物。
其次，按以下配方制得复合材料：
尼龙70份，聚碳酸酯30份，纳米氮化铝和六方氮化硼的混合物30份，玻璃纤维20份，阻燃剂5份，其他助剂（抗氧剂、光稳剂及润滑剂）5份。
实施例3
首先，按以下方法制备表面改性的纳米氮化铝和六方氮化硼，其中纳米氮化铝和纳米六方氮化硼的质量比1:0.2：将表面活性剂与无水乙醇与去离子水以体积比：1:2:4混合均匀后加入纳米级氮化铝和六方氮化硼，然后超声分散30min，离心分离得表面改性的纳米氮化铝和六方氮化硼的混合物。
其次，按以下配方制得复合材料：
尼龙65份，聚碳酸酯25份，纳米氮化铝和六方氮化硼的混合物20份，绝缘陶瓷粉体5份，阻燃剂3份，其他助剂（抗氧剂、光稳剂及润滑剂）2份。
实施例4
首先，按以下方法制备表面改性的纳米氮化铝和六方氮化硼，其中纳米氮化铝和纳米六方氮化硼的质量比1:0.3：将表面活性剂与无水乙醇与去离子水以体积比：1:3:5混合均匀后加入纳米级氮化铝和六方氮化硼，然后超声分散30min，离心分离得表面改性的纳米氮化铝和六方氮化硼的混合物。
其次，按以下配方制得复合材料：
尼龙60份，聚碳酸酯25份，纳米氮化铝和六方氮化硼的混合物25份，绝缘陶瓷粉体10份，阻燃剂1份，其他助剂（抗氧剂、光稳剂及润滑剂）2份。
性能测试：
所依据的标准是ASTM标准：
性能 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4
拉伸强度（MPa） 87.6 88.9 91.1 89.0
冲击强度（J/m） 50.1 51.8 53.2 52.8
导热系数（W/(m.k)） 3.21 3.82 4.01 3.72
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种高性能高分子导热材料，其特征在于，按重量份计，由以下组分组成：
尼龙60-70份，聚碳酸酯20-30份，导热填料20-30份，增强填料5-20份，阻燃剂0.5-5份，其他助剂1-5份，所述导热填料为表面改性的纳米氮化铝和六方氮化硼的混合物。
2.根据权利要求1所述的一种高性能高分子导热材料，其特征在于，所述表面改性的纳米氮化铝和六方氮化硼的混合物有以下方法制备：将表面活性剂与无水乙醇与去离子水以体积比：1:1.5-3:2-5混合均匀后加入纳米级氮化铝和六方氮化硼，然后超声分散，离心分离得表面改性的纳米氮化铝和六方氮化硼的混合物。
3.根据权利要求1所述的一种高性能高分子导热材料，其特征在于，所述增强填料为玻璃纤维或绝缘陶瓷粉体。
4.根据权利要求1所述的一种高性能高分子导热材料，其特征在于，所述其他助剂为抗氧剂、光稳剂及润滑剂。
5.根据权利要求1所述的一种高性能高分子导热材料，其特征在于，所述阻燃剂为受阻酚类抗氧剂。
6.根据权利要求1所述的一种高性能高分子导热材料，其特征在于，所述导热填料中纳米氮化铝和六方氮化硼的质量比为：1:0.05-0.3。
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