CN106046771A - 一种耐候性的led灯用氧化铝‑尼龙导热复合材料及其制备方法 - Google Patents
一种耐候性的led灯用氧化铝‑尼龙导热复合材料及其制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
一种耐候性的LED灯用氧化铝‑尼龙导热复合材料由下列重量份的原料制成：尼龙6 200份、尼龙66 40‑50份、氧化铝20‑30份、玻璃纤维8‑10、碳纤维15‑20份、丙酮50‑60份、60‑70%硝酸80‑100份、衣康酸二甲酯3‑4份、马来酸酐3‑4份、甲苯‑2,4‑二异氰酸酯15‑20份、（甲基）丙烯酸羟丙酯20‑25份、催化剂0.4‑1份、阻聚剂0.4‑2份、氟铝酸钾3‑5份、二硒化铌3‑4份、四氢呋喃150‑170份、甲苯80‑100份、去离子水适量。本发明的尼龙导热复合材料结构致密，传热、散热快，力学性能好，耐候性能佳、经久耐用，能有效的保护高强度的LED灯具，大大延长灯具的使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及一种尼龙导热材料及其制备方法，具体涉及一种耐候性的LED灯用氧化铝-尼龙导热复合材料。
背景技术
一般来说，纯塑料材料的导热系数远远不及金属、陶瓷材料，但是它的绝缘性能好。导热塑料不仅具有金属和陶瓷的热传递性能，同时还保留了普通塑料在设计、性能和成本方面的优点，具有散热均匀、重量轻、多种基础树脂的选择、成型加工方便、热膨胀系数低、成型收缩率低、工作温度低和提高设计自由度特点，广泛被用于各行各业中。
目前，导热塑料最典型的应用是在照明领域，主要用于制作需要散热良好的LED节能灯的灯杯等，虽然LED节能灯所消耗的热量要比普通光源小得多，但因为LED节能灯结构紧凑、功能强大，如何有效散热仍然是一个重要的问题。
中国专利申请CN102408710A公开了一种高导热尼龙66复合材料，其基材全部采用尼龙66，硬度高，加入导热填料后，材料拉伸性能、弯曲性能变差，而其配方中仅加入偶联剂和抗氧剂，使得整个体系的加工性能差，在生产挤出过程中会产生断头现象，不能适用于工业化连续化生产。
发明内容
本发明的目的在于提供一种耐候性的LED灯用氧化铝-尼龙导热复合材料及其制备方法。
本发明通过如下技术方案实现上述目的的：
一种耐候性的LED灯用氧化铝-尼龙导热复合材料，其特征在于，所述的导热复合材料由下列重量份的原料制成：尼龙6 200份、尼龙66 40-50份、氧化铝20-30份、玻璃纤维8-10、碳纤维15-20份、丙酮50-60份、60-70%硝酸80-100份、衣康酸二甲酯3-4份、马来酸酐3-4份、甲苯-2,4-二异氰酸酯15-20份、（甲基）丙烯酸羟丙酯20-25份、催化剂0.4-1份、阻聚剂0.4-2份、氟铝酸钾3-5份、二硒化铌3-4份、四氢呋喃150-170份、甲苯80-100份、去离子水适量。
一种耐候性的LED灯用氧化铝-尼龙导热复合材料，其特征在于，所述的导热复合材料由如下步骤制得：
（1）玻璃纤维碳纤维的表面改性
将玻璃纤维和碳纤维置于丙酮溶液中浸泡10-12h，过滤，去离子水洗涤2-3次，100-120℃鼓风干燥机中干燥3-4h；用60-70%硝酸回流氧化碳纤维5-7h，过滤，去离子水洗涤至PH为6-7，于100-120℃鼓风干燥机中干燥至恒重；将硝酸氧化的碳纤维置于衣康酸二甲酯、马来酸酐及相当于其总重量份的10-12倍的去离子水配置的溶液中，超声40-50min，50-60℃干燥，得到表面改性的碳纤维和玻璃纤维；
（2）高聚物包覆氧化铝的制备
将氧化铝研磨筛分，超声分散在四氢呋喃和甲苯中，再加入甲苯-2,4-二异氰酸酯、催化剂、阻聚剂混合均匀；在30-40℃下，缓慢滴加（甲基）丙烯酸羟丙酯；升高温度至50-60℃，反应5-8h，得到高聚物包覆氧化铝；
（3）氧化铝-尼龙导热复合材料的制备
将尼龙6和尼龙66一起置于80-85℃的鼓风干燥机中干燥8-10h，与表面改性的碳纤维和玻璃纤维、高聚物包覆氧化铝、氟铝酸钾、二硒化铌一起加入高混机中高速搅拌40-50min，待混合均匀后将其加入双螺杆挤出机中熔融挤出，拉条冷却造粒。
一种耐候性的LED灯用氧化铝-尼龙导热复合材料，其特征在于，所述催化剂可以选自二月桂酸二丁基锡、马来酸二丁基锡、马来酸单丁酯二丁基锡、辛酸亚锡中的一种或多种复配。
一种耐候性的LED灯用氧化铝-尼龙导热复合材料，其特征在于，所述阻聚剂可以选自对羟基苯甲醚，对苯二酚，2,6-二叔丁基对甲酚中的一种或多种复配。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明采用耐热性好、弹性高的尼龙6与耐疲劳、硬度高、耐磨损的尼龙66复配作为基体材料；使用具有耐高温，抗环境腐蚀，化学稳定性好、较高的耐火度、导热系数高的氧化铝，并利用氧化铝、玻璃纤维和碳纤维的协同作用，提高了尼龙导热复合材料的导热性能；对玻璃纤维、碳纤维进行表面改性，用高聚物包覆氧化铝，使得玻璃纤维、碳纤维和氧化铝在基体材料中分散均匀，玻璃纤维、碳纤维和氧化铝与尼龙基体之间的界面相互作用力强，有利于热在界面处的传导，减小界面热阻，同时也利用应力在界面处的传递，较强的界面作用显著提高了尼龙导热复合材料的力学性能与热稳定性。
具体实施方式
本实施例的耐候性的LED灯用氧化铝-尼龙导热复合材料，所述的导热复合材料由下列重量份的原料制成：尼龙6 200份、尼龙66 40份、氧化铝20份、玻璃纤维8、碳纤维15份、丙酮60份、60%硝酸100份、衣康酸二甲酯4份、马来酸酐4份、甲苯-2,4-二异氰酸酯15份、（甲基）丙烯酸羟丙酯20份、催化剂1份、阻聚剂2份、氟铝酸钾5份、二硒化铌3份、四氢呋喃170份、甲苯100份、去离子水适量。
本实施例的耐候性的LED灯用氧化铝-尼龙导热复合材料，其特征在于，所述的导热复合材料由如下步骤制得：
（1）玻璃纤维碳纤维的表面改性
将玻璃纤维和碳纤维置于丙酮溶液中浸泡12h，过滤，去离子水洗涤3次，120℃鼓风干燥机中干燥4h；用60%硝酸回流氧化碳纤维7h，过滤，去离子水洗涤至PH为6，于120℃鼓风干燥机中干燥至恒重；将硝酸氧化的碳纤维置于衣康酸二甲酯、马来酸酐及相当于其总重量份的12倍的去离子水配置的溶液中，超声50min，60℃干燥，得到表面改性的碳纤维和玻璃纤维；
（2）高聚物包覆氧化铝的制备
将氧化铝研磨筛分，超声分散在四氢呋喃和甲苯中，再加入甲苯-2,4-二异氰酸酯、催化剂、阻聚剂混合均匀；在30℃下，缓慢滴加（甲基）丙烯酸羟丙酯；升高温度至60℃，反应8h，得到高聚物包覆氧化铝；
（3）氧化铝-尼龙导热复合材料的制备
将尼龙6和尼龙66一起置于85℃的鼓风干燥机中干燥10h，与表面改性的碳纤维和玻璃纤维、高聚物包覆氧化铝、氟铝酸钾、二硒化铌一起加入高混机中高速搅拌50min，待混合均匀后将其加入双螺杆挤出机中熔融挤出，拉条冷却造粒。
经测试，本发明的耐候性的LED灯用氧化铝-尼龙导热复合材料导热系数大于3W/（m*K），吸水率（23℃，24h）小于0.10%，拉伸强度大于40MPa，弯曲强度大于60MPa。
Claims (4)
1.一种耐候性的LED灯用氧化铝-尼龙导热复合材料，其特征在于，所述的导热复合材料由下列重量份的原料制成：尼龙6 200份、尼龙66 40-50份、氧化铝20-30份、玻璃纤维8-10、碳纤维15-20份、丙酮50-60份、60-70%硝酸80-100份、衣康酸二甲酯3-4份、马来酸酐3-4份、甲苯-2,4-二异氰酸酯15-20份、（甲基）丙烯酸羟丙酯20-25份、催化剂0.4-1份、阻聚剂0.4-2份、氟铝酸钾3-5份、二硒化铌3-4份、四氢呋喃150-170份、甲苯80-100份、去离子水适量。
2.一种耐候性的LED灯用氧化铝-尼龙导热复合材料，其特征在于，所述的导热复合材料由如下步骤制得：
（1）玻璃纤维碳纤维的表面改性
将玻璃纤维和碳纤维置于丙酮溶液中浸泡10-12h，过滤，去离子水洗涤2-3次，100-120℃鼓风干燥机中干燥3-4h；用60-70%硝酸回流氧化碳纤维5-7h，过滤，去离子水洗涤至PH为6-7，于100-120℃鼓风干燥机中干燥至恒重；将硝酸氧化的碳纤维置于衣康酸二甲酯、马来酸酐及相当于其总重量份的10-12倍的去离子水配置的溶液中，超声40-50min，50-60℃干燥，得到表面改性的碳纤维和玻璃纤维；
（2）高聚物包覆氧化铝的制备
将氧化铝研磨筛分，超声分散在四氢呋喃和甲苯中，再加入甲苯-2,4-二异氰酸酯、催化剂、阻聚剂混合均匀；在30-40℃下，缓慢滴加（甲基）丙烯酸羟丙酯；升高温度至50-60℃，反应5-8h，得到高聚物包覆氧化铝；
（3）氧化铝-尼龙导热复合材料的制备
将尼龙6和尼龙66一起置于80-85℃的鼓风干燥机中干燥8-10h，与表面改性的碳纤维和玻璃纤维、高聚物包覆氧化铝、氟铝酸钾、二硒化铌一起加入高混机中高速搅拌40-50min，待混合均匀后将其加入双螺杆挤出机中熔融挤出，拉条冷却造粒。
3.一种耐候性的LED灯用氧化铝-尼龙导热复合材料，其特征在于，所述催化剂可以选自二月桂酸二丁基锡、马来酸二丁基锡、马来酸单丁酯二丁基锡、辛酸亚锡中的一种或多种复配。
4.一种耐候性的LED灯用氧化铝-尼龙导热复合材料，其特征在于，所述阻聚剂可以选自对羟基苯甲醚，对苯二酚，2,6-二叔丁基对甲酚中的一种或多种复配。
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|---|---|---|---|---|
| CN104559145A (zh) * | 2014-12-16 | 2015-04-29 | 惠州力王佐信科技有限公司 | 一种高韧性高导热高分子材料及其制备方法 |
| CN105348867A (zh) * | 2015-12-16 | 2016-02-24 | 江南大学 | 一种纳米氧化铝的改性方法 |
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