CN105820557A - 一种阻燃导热尼龙及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种阻燃导热尼龙及其制备方法。所述阻燃导热尼龙包括以下按质量百分数计算的组分:25~30%尼龙树脂、10~15%抗静电树脂、25~35%导热填料、12~15%负离子粉、10~20%阻燃剂、0.1~2%偶联剂、0.1~5%润滑剂、0.1~2%抗氧剂。将所述组分经双螺杆挤出机造粒可制得改性阻燃导热尼龙,所制备的导热尼龙具有良好的韧性,阻燃性及高的导热和散热性能,可以广泛应用于各种LED灯外壳。
Description
技术领域
本发明涉及高分子合成改性和加工领域,具体地,本发明涉及一种阻燃导热尼龙及其制备方法。
背景技术
目前,新型的LED光源已经获得大规模的应用,但是LED发光有很大一部分转变成了热量,如果不及时散发出去,会使得LED发光效率下降甚至烧坏。早期人们将铸铝加工成散热的外壳用于LED的散热,但是由于其加工工序多,效率低,价格贵,不适应大规模的LED照明生产。导热尼龙由于其成型简单,造型多变,生产效率高,价格便宜而可作为做LED散热外壳,并迅速获得广泛的应用。
目前多数的导热尼龙是由尼龙填充大量的导热填料来提高尼龙的导热性能,一般填料占到材料重量的40~70%,因此材料比较脆,如果进行增韧,导热性能又会大大下降。目前的技术多数考虑采用高导热率的填料来提高内部的传热,但目前看来高导热率的填料并未给导热尼龙带来高的散热效果。
因此,需寻求一种散热效果非常好的导热尼龙。
发明内容
本发明旨在克服上述现有技术的缺陷,提供一种阻燃导热尼龙,所述尼龙散热效果好,并能解决导热尼龙机械性能与导热性能的矛盾。
本发明的另一目的在于提供所述阻燃导热尼龙的制备方法。
本发明的发明目的通过以下技术方案予以实现。
一种阻燃导热尼龙,包括以下按质量百分数计算的组分:
尼龙树脂25~30%;
抗静电树脂10~15%;
导热填料25~35%;
负离子粉12~15%;
阻燃剂10~20%;
偶联剂0.1~2%;
润滑剂0.1~5%;
抗氧剂0.1~2%。
本发明配合使用了抗静电树脂和负离子粉,通过采用具有电荷传导效果的抗静电树脂,可以改善树脂内电荷的传导,提高导电导热的功能;同时抗静电树脂是一种弹性体,因此在增韧尼龙的同时还能提高导热性能;采用的负离子粉具有较高的负离子产生量和远红外发射率,利用LED散发出的热量可维持负离子粉的发射能力,提高导热尼龙与外界的能量交换,从而提高导热尼龙的散热效果。
优选地,所述尼龙树脂为尼龙6、尼龙66、尼龙46、尼龙1010、尼龙1012、尼龙4T、尼龙6T、尼龙9T、尼龙10T中的一种或多种。
优选地,所述抗静电树脂为嵌段聚醚酰胺树脂。嵌段聚醚酰胺树脂是一种永久型的抗静电弹性体。更优选地,所述抗静电树脂为法国阿克玛的Pebax系列。
作为一种优选方案,所述导热填料可以为绝缘导热填料。更优选地,所述导热填料为氧化镁、氧化锌、氧化铝、氮化硼、氮化铝中的一种或多种。
负离子粉具有热电效应,在温度变化时发射远红外线和负离子。优选地,所述负离子粉为电气石粉与镧系元素/稀土元素的复合物。更优选地,所述负离子粉为电气石粉与镧系元素/稀土元素按质量比1:99~99:1复配而成的复合物。
优选地,所述阻燃剂为卤锑组合物或无卤阻燃剂。
更优选地,所述阻燃剂为十溴二苯乙烷和氧化锑按质量比3:1~4:1复配的复合物。
更优选地,所述无卤阻燃剂为氢氧化铝或氢氧化镁。
优选地,所述润滑剂为酰胺蜡、聚酯蜡、硬脂酸锌中的一种或多种。
优选地,所述偶联剂为硅烷偶联剂。
优选地,所述抗氧剂为抗氧剂1010与抗氧剂168的复合物,或抗氧剂1076与抗氧剂168的复合物。
更优选地,所述抗氧剂1010与抗氧剂168的质量比为2:1;所述抗氧剂1076与抗氧剂168的质量比为2:1。
所述阻燃导热尼龙的制备方法,包括以下步骤:
S1.在高混机中加导热填料、负离子粉、偶联剂、润滑剂,在转速800~1400转/min、温度80~110℃下高速混合30~60min;
S2.加入尼龙树脂、抗静电树脂、阻燃剂、抗氧剂,继续在转速800~1400转/min、温度80~110℃下高速混合10~30min;
S3.将上述混合物经双螺杆挤出机在温度230~350℃,转速200~800转/min条件下造粒得改性阻燃导热尼龙。
本发明还公开了所述阻燃导热尼龙在制备LED散热外壳中的应用。
与现有技术相比,本发明具有如下有益效果:一、本发明采用具有电荷传导效果的抗静电树脂,抗静电树脂可以改善树脂内电荷的传导,提高导电导热的功能;同时抗静电树脂是一种弹性体,因此在增韧尼龙的同时还能提高导热性能。二、负离子粉具有较高的负离子产生量和远红外发射率,但是使用一段时间或会衰减甚至消失,本发明利用LED散发出的热量来维持负离子粉的发射能力,提高了导热尼龙与外界的能量交换,提高导热尼龙的散热效果。
具体实施方式
以下实施例所用原料均为普通市售产品。
实施例1
S1.在高混机中加入35kg导热填料氧化镁、12kg负离子粉、1kg偶联剂KH550、1kg润滑剂PETS,在转速1400转/min、温度80℃下高速混合30min;
S2.加入30kg尼龙6、10kg抗静电树脂PebaxMV1074、10kg质量比为4:1的十溴二苯乙烷和氧化锑的复合物,1kg质量比为1:2的抗氧剂1076与168的复合物,继续在转速1400转/min、温度110℃下高速混合10min;
S3.将上述混合物经双螺杆挤出机在温度230~290℃,转速800转/min条件下造粒得改性阻燃导热尼龙。
实施例2
S1.在高混机中加入10kg导热填料氧化铝、15kg导热填料碳化硼、12kg负离子粉、1kg偶联剂KH550、1kg酰胺蜡,在转速800转/min、温度100℃下高速混合60min;
S2.加入25kg尼龙66、15kg抗静电树脂PebaxMH2202、20kg氢氧化镁,1kg质量比为1:2的抗氧剂1076与168的复合物,继续在转速800转/min、温度100℃下高速混合10min,
S3.将上述混合物经双螺杆挤出机在温度270~290℃,转速200转/min造粒得改性阻燃导热尼龙。
实施例3
S1.在高混机中加入20kg导热填料氧化铝、12kg导热填料氧化镁、15kg负离子粉、1kg偶联剂KH560、1kg酰胺蜡,在转速1000转/min、温度110℃下高速混合30min;
S2.加入20kg尼龙6T、5kg尼龙46、15kg抗静电树脂PebaxMH165、10kg质量比为4:1的十溴二苯乙烷和氧化锑的复合物、1kg质量比为1:2的抗氧剂1076与168的复合物,继续在转速1000转/min、温度110℃下高速混合30min;
S3.将上述混合物经双螺杆挤出机在温度300~350℃,转速500转/min造粒得改性阻燃导热尼龙。
实施例4
S1.在高混机中加入20kg导热填料氮化铝、12kg导热填料氧化镁、15kg负离子粉、1kg偶联剂KH560、1kg润滑剂酰胺蜡,在转速1200转/min、温度90℃下高速混合30min;
S2.加入20kg尼龙6T、5kg尼龙9T、15kg抗静电树脂PebaxMH165,10kg质量比为4:1的十溴二苯乙烷和氧化锑的复合物,1kg质量比为1:2的抗氧剂1076与168的复合物,继续在转速1200转/min、温度90℃下高速混合10min;
S3.将上述混合物经双螺杆挤出机在温度300~350℃,转速800转/min条件下造粒得改性阻燃导热尼龙。
对比例1
S1.在高混机中加入35kg导热填料氧化镁、1kg偶联剂KH550、1kg润滑剂PETS,在转速1400转/min、温度80℃下高速混合30min;
S2.加入30kg尼龙6、10kg抗静电树脂PebaxMV1074、10kg质量比为4:1的十溴二苯乙烷和氧化锑的复合物、1kg质量比为1:2的抗氧剂1076与168的复合物,继续在转速1400转/min、温度110℃下高速混合10min;
S3.将上述混合物经双螺杆挤出机在温度230~290℃,转速800转/min条件下造粒得改性阻燃导热尼龙6。
对比例2
S1.在高混机中加入35kg导热填料氧化镁、1kg偶联剂KH550、1kg润滑剂PETS,在转速1400转/min、温度80℃下高速混合30min;
S2.加入30kg尼龙6、10kg质量比为4:1的十溴二苯乙烷和氧化锑的复合物、1kg质量比为1:2的抗氧剂1076与168的复合物,继续在转速1400转/min、温度110℃下高速混合10min;
S3.将上述混合物经双螺杆挤出机在温度230~290℃,转速800转/min条件下造粒得改性阻燃导热尼龙6。
表1实施例和对比例性能测试
以上所述实施例仅表达了本发明的实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制,但凡采用等同替换或等效变换的形式所获得的技术方案,均应包括在本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种阻燃导热尼龙,其特征在于,包括以下按质量百分数计算的组分:
尼龙树脂25~30%;
抗静电树脂10~15%;
导热填料25~35%;
负离子粉12~15%;
阻燃剂10~20%;
偶联剂0.1~2%;
润滑剂0.1~5%;
抗氧剂0.1~2%。
2.根据权利要求1所述阻燃导热尼龙,其特征在于,所述尼龙树脂为尼龙6、尼龙66、尼龙46、尼龙1010、尼龙1012、尼龙4T、尼龙6T、尼龙9T、尼龙10T中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述阻燃导热尼龙,其特征在于,所述抗静电树脂为嵌段聚醚酰胺树脂。
4.根据权利要求1所述阻燃导热尼龙,其特征在于,所述导热填料为氧化镁、氧化锌、氧化铝、氮化硼、氮化铝中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述阻燃导热尼龙,其特征在于,所述负离子粉为电气石粉和镧系元素/稀土元素的复合物。
6.根据权利要求1所述阻燃导热尼龙,其特征在于,所述阻燃剂为卤锑组合物或无卤阻燃剂。
7.根据权利要求1所述阻燃导热尼龙,其特征在于,所述润滑剂为酰胺蜡、聚酯蜡、硬脂酸锌中的一种或多种。
8.根据权利要求1所述阻燃导热尼龙,其特征在于,所述偶联剂为硅烷偶联剂。
9.如权利要求1~8任意一项权利要求所述阻燃导热尼龙的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1.在高混机中加导热填料、负离子粉、偶联剂、润滑剂,在转速800~1400转/min、温度80~110℃下高速混合30~60min;
S2.加入尼龙树脂、抗静电树脂、阻燃剂、抗氧剂,继续在转速800~1400转/min、温度80~110℃下高速混合10~30min;
S3.将上述混合物经双螺杆挤出机在温度230~350℃,转速200~800转/min条件下造粒得改性阻燃导热尼龙。
10.权利要求1至8任意一项权利要求所述阻燃导热尼龙在制备LED散热外壳中的应用。
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