CN106046779A - 一种耐磨性好导热系数高的阻燃尼龙复合材料及其制备方法 - Google Patents

一种耐磨性好导热系数高的阻燃尼龙复合材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

一种耐磨性好导热系数高的阻燃尼龙复合材料，由下述重量份数的原料制成：尼龙树脂40‑60份；碳化硅微粉30‑50份；溴化聚苯乙烯2‑5份；成核剂0.1‑1份；蒙旦蜡0.1‑1份。上述的耐磨性好导热系数高的阻燃尼龙复合材料的制备方法，包括以下步骤：按比例称取各原料，混匀后送入双螺杆挤出机进行熔融挤出、造粒，即得成品。本发明产生的有益效果是：本发明制备的尼龙复合材料综合性能好，不仅具有高导热系数和耐磨损性能，还具有阻燃性能。

Description

一种耐磨性好导热系数高的阻燃尼龙复合材料及其制备方法
技术领域
本发明属于有机复合分子材料技术领域，具体涉及一种耐磨性好导热系数高的阻燃尼龙复合材料及其制备方法。
背景技术
尼龙学名聚酰胺，自20世纪30年代由美国杜邦公司中央研究所开发并实现工业化以来， 已有60多年历史。由于尼龙具有优良的力学性能和较好的电性能，又具有耐磨、耐油、耐溶剂、自润性、自熄性、耐腐蚀性以及良好的加工性能等优点，应用广泛。
尼龙作为工程塑料，其缺点是导热性能差，从而导致其在灯具、电器和汽车上有散热需求的部件上难以应用，另一方面由于分子链与酰胺极性基团引起范德华力和氢键力使其分子间的作用力很大而且复杂，比一般聚合物材料有高的多的表面能，与一些物质接触时有较大的黏附力，摩擦系数较大，在一些应用场合摩擦性能不符合要求。
目前的导热尼龙，主要是以氧化镁、氧化铝或其复合物等为填充制成的，其导热系料大都在0.4-0.5W/(m·K)之间；还有少量是用石墨烯、碳纤维为填充制成的，其导热数高，但原材料成本极高，难以市场推广。
本发明为了提高尼龙的导热性，及更好展现导热尼龙制品的连续、高效和规模化成型，采用碳化硅导热填料对其进行改性研究，一方面通过加入成核剂，对导热尼龙进行加工流变改性，旨在尽可能保持尼龙66优良力学性能和摩擦磨损性能的前提下，同时加入阻燃剂(自制的增韧剂)用来提高导热尼龙的阻燃性能，改善传统导热尼龙阻燃性能不高的一大顽疾，拓展导热尼龙的应用范围。致力于生产一种应用面更广的导热尼龙复合材料及其制备方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种耐磨性好导热系数高的阻燃尼龙复合材料及其制备方法。
基于上述目的，本发明采取如下技术方案：
一种耐磨性好导热系数高的阻燃尼龙复合材料，由下述重量份数的原料制成：尼龙树脂40-60份；碳化硅微粉30-50份；溴化聚苯乙烯2-5份；成核剂0.1-1份；蒙旦蜡0.1-1份。
所述尼龙树脂为尼龙66树脂、尼龙6树脂或尼龙66/6合金树脂。
所述碳化硅微粉纯度≥98%，平均粒径为15nm。
所述成核剂为科莱恩成核剂CaV102。
上述的耐磨性好导热系数高的阻燃尼龙复合材料的制备方法，包括以下步骤：按比例称取各原料，混匀后送入双螺杆挤出机进行熔融挤出、造粒，即得成品。
进一步地，熔融挤出时双螺杆挤出机一区温度240-245℃，二区温度250-255℃，三区温度250-255℃，四区温度255-260℃，五区温度255-260℃，六区温度253-258℃，七区温度250-255℃，八区温度245-250℃，机头温度265-270℃，真空度控制在-0.6个大气压以下。
本发明产生的有益效果是：本发明制备的尼龙复合材料综合性能好，不仅具有导热系数高和耐磨损性能，还具有阻燃性能。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，但本发明的保护范围不限于此。
以下实施例中的尼龙66树脂、尼龙6树脂和尼龙66/6合金树脂均购买于神马实业股份有限公司。
所述的碳化硅微粉购自平顶山易成新材料有限公司的碳化硅微粉，纯度≥98%，平均粒径15nm。
所述的成核剂为科莱恩成核剂CaV102。
所述的蒙旦蜡为科莱恩公司的OP蜡。
所述的溴化聚苯乙烯购自美国雅宝公司，溴含量在65%以上。
实施例1
一种耐磨性好导热系数高的阻燃尼龙复合材料，由下述重量份数的各原料制成：
尼龙66树脂54.3份；碳化硅微粉40份；溴化聚苯乙烯5份；成核剂（科莱恩成核剂CaV102）0.2份；蒙旦蜡（科莱恩公司的OP蜡）0.5份。
上述耐磨性好导热系数高的阻燃尼龙复合材料的制备方法，包括如下步骤：按比例称取各原料，在高混机中混合均匀；从进料口进入双螺杆挤出机，双螺杆挤出机一区温度245℃，二区温度255℃，三区温度255℃，四区温度260℃，五区温度260℃，六区温度258℃，七区温度255℃，八区温度250℃，机头温度267℃，真空度控制在-0.6个大气压以下。
实施例2
一种耐磨性好导热系数高的阻燃尼龙复合材料，由下述重量份数的各原料制成：
尼龙66树脂56.5份；碳化硅微粉40份；溴化聚苯乙烯3份；成核剂（科莱恩成核剂CaV102）0.2份；蒙旦蜡（科莱恩公司的OP蜡）0.3份。
上述耐磨性好导热系数高的阻燃尼龙复合材料的制备方法，包括如下步骤：按比例称取各原料，在高混机中混合均匀；从进料口进入双螺杆挤出机，一区温度245℃，二区温度255℃，三区温度255℃，四区温度260℃，五区温度260℃，六区温度258℃，七区温度255℃，八区温度250℃，机头温度267℃，真空度控制在-0.6个大气压以下。
实施例3
一种耐磨性好导热系数高的阻燃尼龙复合材料，由下述重量份数的各原料制成：
把尼龙66树脂60份；碳化硅微粉35.8份；溴化聚苯乙烯4份；成核剂（科莱恩成核剂CaV102）0.1份；蒙旦蜡（科莱恩公司的OP蜡）0.1份。
上述耐磨性好导热系数高的阻燃尼龙复合材料的制备方法，包括如下步骤：按比例称取各原料，在高混机中混合均匀；从进料口进入双螺杆挤出机，一区温度245℃，二区温度255℃，三区温度255℃，四区温度260℃，五区温度260℃，六区温度258℃，七区温度255℃，八区温度250℃，机头温度267℃，真空度控制在-0.6个大气压以下。
实施例4
一种耐磨性好导热系数高的阻燃尼龙复合材料，由下述重量份数的各原料制成：
尼龙66树脂49.5份；碳化硅微粉45份；溴化聚苯乙烯5份；成核剂（科莱恩成核剂CaV102）0.2份；蒙旦蜡（科莱恩公司的OP蜡）0.3份。
上述耐磨性好导热系数高的阻燃尼龙复合材料的制备方法，包括如下步骤：按比例称取各原料，在高混机中混合均匀；从进料口进入双螺杆挤出机，一区温度245℃，二区温度255℃，三区温度255℃，四区温度260℃，五区温度260℃，六区温度258℃，七区温度255℃，八区温度250℃，机头温度267℃，真空度控制在-0.6个大气压以下。
实施例5
一种耐磨性好导热系数高的阻燃尼龙复合材料，由下述重量份数的各原料制成：
把尼龙66树脂44.5份；碳化硅微粉50份；溴化聚苯乙烯5份；成核剂（科莱恩成核剂CaV102）0.2份；蒙旦蜡（科莱恩公司的OP蜡）0.3份。
上述耐磨性好导热系数高的阻燃尼龙复合材料的制备方法，包括如下步骤：按比例称取各原料，在高混机中混合均匀；从进料口进入双螺杆挤出机，一区温度245℃，二区温度255℃，三区温度255℃，四区温度260℃，五区温度260℃，六区温度258℃，七区温度255℃，八区温度250℃，机头温度267℃，真空度控制在-0.6个大气压以下。
实施例6
一种耐磨性好导热系数高的阻燃尼龙复合材料，由下述重量份数的各原料制成：
把尼龙6树脂54.5份；碳化硅微粉40份；溴化聚苯乙烯5份；成核剂（科莱恩成核剂CaV102）0.2份；蒙旦蜡（科莱恩公司的OP蜡）0.3份。
上述耐磨性好导热系数高的阻燃尼龙复合材料的制备方法，包括如下步骤：按比例称取各原料，在高混机中混合均匀；从进料口进入双螺杆挤出机，一区温度240℃，二区温度250℃，三区温度250℃，四区温度255℃，五区温度255℃，六区温度253℃，七区温度250℃，八区温度245℃，机头温度265℃，真空度控制在-0.6个大气压以下。
实施例7
一种耐磨性好导热系数高的阻燃尼龙复合材料，由下述重量份数的各原料制成：
（1）把尼龙66/6合金树脂43份；碳化硅微粉50份；溴化聚苯乙烯5份；成核剂（科莱恩成核剂CaV102）1份；蒙旦蜡（科莱恩公司的OP蜡）1份。上述耐磨性好导热系数高的阻燃尼龙复合材料的制备方法，包括如下步骤：按比例称取各原料，在高混机中混合均匀；从进料口进入双螺杆挤出机，一区温度240℃，二区温度250℃，三区温度250℃，四区温度255℃，五区温度255℃，六区温度253℃，七区温度250℃，八区温度245℃，机头温度265℃，真空度控制在-0.6个大气压以下。
性能测试
粒子性能测试的注塑工艺：将实施例1－7制得的阻燃尼龙复合材料放入恒温干燥箱中90℃干燥8个小时，然后将干燥的粒子用注塑机分别打出力学性能、阻燃性能、磨损性能测试样条。实施例1~5注塑温度260-285℃，模温为110℃。实施例6和实施例7注塑温度250-265℃，模温为110℃。
拉伸性能的测试：ISO527-2/1A:2012，拉伸速度5mm/min。
冲击性能的测试：ISO179-1/1eA:2010。
阻燃性能的测试：GB/T2408-2008。
耐磨性能的测试：GB 3960-1983。
导热系数的测试：GB/T22588-2008。
实施例1－7制备的复合材料的性能测试结果如下表
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种耐磨性好导热系数高的阻燃尼龙复合材料，其特征在于，由下述重量份数的原料制成：尼龙树脂40-60份；碳化硅微粉30-50份；溴化聚苯乙烯2-5份；成核剂0.1-1份；蒙旦蜡0.1-1份。
2.根据权利要求1所述的耐磨性好导热系数高的阻燃尼龙复合材料，其特征在于，所述尼龙树脂为尼龙66树脂、尼龙6树脂或尼龙66/6合金树脂。
3.根据权利要求1所述的耐磨性好导热系数高的阻燃尼龙复合材料，其特征在于，所述碳化硅微粉纯度≥98%，平均粒径为15nm。
4.根据权利要求1所述的耐磨性好导热系数高的阻燃尼龙复合材料，其特征在于，所述成核剂为科莱恩成核剂CaV102。
5.权利要求1至4任一所述的耐磨性好导热系数高的阻燃尼龙复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：按比例称取各原料，混匀后送入双螺杆挤出机进行熔融挤出、造粒，即得成品。
6.根据权利要求5所述的耐磨性好导热系数高的阻燃尼龙复合材料的制备方法，其特征在于，熔融挤出时双螺杆挤出机一区温度240-245℃，二区温度250-255℃，三区温度250-255℃，四区温度255-260℃，五区温度255-260℃，六区温度253-258℃，七区温度250-255℃，八区温度245-250℃，机头温度265-270℃，真空度控制在-0.6个大气压以下。
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