CN108250432A - 导热耐高温聚酰胺复合材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种导热耐高温聚酰胺复合材料及其制备方法,导热耐高温聚酰胺复合材料的生产原料包括:0‐80份脂肪族二元酸、0‐80份芳香族二元酸、20‐80份脂肪族二元胺、5‐100份纳米级石墨烯水溶液、0.1‐0.4份封端剂、0.01‐0.06份催化剂和30‐160份去离子水。本发明通过在耐高温聚酰胺的聚合过程中加入纳米级石墨烯水溶液,使得纳米级的石墨烯在耐高温聚酰胺分子链间均匀分散,使得所制产品具有良好的导热性能和热力学性能,而且纳米级石墨烯具有很好的热稳定性,从而改善了产品的应用范围。另外,人们还可以根据实际应用中的导热要求,灵活调整所制产品中的纳米级石墨烯含量,从而满足实际应用的要求。
Description
技术领域
本发明属于高分子材料合成技术领域,具体涉及一种导热耐高温聚酰胺复合材料及其制备方法。
背景技术
聚酰胺,俗称尼龙,是指高分子链上具有酰胺基(‐CONH‐)重复结构单元的聚合物,由于具有高强度、耐磨、自润滑、耐油和耐化学腐蚀等优良的综合性能,以及较佳的性能价格比,自20世纪80年代以来,随着汽车和电子电器产业的快速增长,使得聚酰胺的产能急剧增加,成为用量最大、应用范围最广的工程塑料。近年来,除PA6和PA66等主要品种稳步增长外,PA11、PA12、PA46和一些半芳香族聚酰胺作为特殊应用,其重要性也正在增加,现在全世界聚酰胺每年的产量超过130×104t,在工程塑料中占有越来越重要的地位。其中PA46和半芳香族聚酰胺由于其较高的酰胺键密度和/或含有苯环等芳香结构,较PA66和PA6等常规的脂肪族聚酰胺具有更高的熔点、优异的耐热性、耐久性、耐药品性和更高的热变形温度,使其成为可以满足汽车、机械、电子或电气工业耐热要求的特种工程塑料。
导热塑料是指具有较好导热性能的塑料,主要应用在LED照明、汽车或加热/冷却/制冷等领域。目前导热塑料主要是利用导热填料对高分子基体材料进行均匀填充,以提高其导热性能,而导热性能的好坏通过导热系数(单位:W/m˙k)来衡量。与常规的导热材料铝相比,导热塑料的质量轻,其重量仅为铝材料的一半,从而极大地改善了灯具安装和运输困难等缺点,导热塑料在绝缘和耐高压测试方面具有绝对的优势,导热塑料设计自由,可生产形状复杂的制件,使得具有加工方便、一次成型、无需后加工、密度小和成本低等优点。所以导热塑料越来越受到人们的重视,其中导热聚酰胺具有价格低、导热系数高和热辐射性能优越等特点,使得其在所有导热塑料中应用最为广泛,尤其是新兴的LED照明灯领域,高端产品基本都是用导热聚酰胺做散热材料的。
但是目前的导热聚酰胺生产均是在聚酰胺基体中添加氧化铝、氧化镁、氧化锌、氮化铝、氮化硼或碳化硅等高导热填料,由于聚酰胺本身的导热系数较低,纯树脂的导热系数一般在0.3(W/m˙K)左右,要达到导热聚酰胺0.5‐1.1(W/m˙K)的导热系数,高导热填料的含量要高达50%甚至更高,即使是耐高温聚酰胺允许较高的温差从而提高热传导效率,高导热填料的含量亦在40%以上。如此高的添加量,使得产品的流动性很差,导致制件表面粗糙,从而影响美观,另外,这些高导热填料目数很高,在加工过程中很容易团聚,分散不均匀,极大地影响产品的力学性能,力学强度大都低于纯树脂的力学强度,而且团聚也会使得导热性能大打折扣,从而增加共混加工的难度,提高设备的要求和增加生产成本。
发明内容
本发明针对现有技术的不足,首要目的是提供一种导热耐高温聚酰胺复合材料。
本发明的第二个目的在于提供一种导热耐高温聚酰胺复合材料的制备方法。
为达到上述目的,本发明的解决方案是:
一种导热耐高温聚酰胺复合材料,其生产原料包括:
其中,脂肪族二元酸和芳香族二元酸的重量份不同时为0。
优选地,脂肪族二元酸、芳香族二元酸和脂肪族二元胺的总重量份数为100。
优选地,脂肪族二元酸选自丁二酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、十一烷二酸、十二烷二酸或十三烷二酸中的一种以上。
优选地,芳香族二元酸选自对苯二甲酸、间苯二甲酸、邻苯二甲酸或萘二甲酸中的一种以上。
优选地,脂肪族二元胺选自丁二胺、戊二胺、2‐甲基戊二胺、己二胺、癸二胺、十一烷二胺或十二烷二胺中的一种以上。
优选地,纳米级石墨烯水溶液为纳米级石墨烯含量为1‐10wt%的水溶液。
优选地,纳米级石墨烯含有3‐10层的石墨烯,每层石墨烯的厚度为0.34nm。
优选地,封端剂选自苯甲酸、乙酸、丙酸或己二酸中的一种以上。
优选地,催化剂选自磷酸钠、磷酸镁、磷酸钙、亚磷酸钠、亚磷酸镁、亚磷酸钙、亚磷酸锌、次亚磷酸钠、次亚磷酸镁、次亚磷酸钙或次亚磷酸锌中的一种以上。
一种上述的导热耐高温聚酰胺复合材料的制备方法,其包括以下步骤:
(1)、将0‐80份脂肪族二元酸、0‐80份芳香族二元酸、20‐80份脂肪族二元胺、5‐100份纳米级石墨烯水溶液、0.1‐0.4份封端剂、0.01‐0.06份催化剂和30‐160份去离子水依次加入到高压反应釜内;
(2)、将高压反应釜抽真空充氮气,之后调节压力至高于常压30‐50kPa;
(3)、加热高压反应釜,升温至第一温度,压力随之升高至0.1‐0.2MPa,然后进行恒温反应1‐3小时;
(4)、继续升温至第二温度并升压至1.5‐3.5MPa,同时保持压力恒定;
(5)、接着以0.06‐2.50℃/min的速率升温1‐3小时至第三温度,压力为1.5‐3.5MPa,升温完毕之后立刻将高压反应釜内的压力泄至常压,泄压时间为0.5‐2小时,同时维持温度恒定,直至没有尾气逸出;
(6)、反应完成后,向高压反应釜内充氮气,调节压力至0.5‐1.0MPa,最后将物料压出拉条切粒,得到导热耐高温聚酰胺复合材料。
优选地,第一温度为80‐150℃,第二温度为200‐270℃,第三温度为280‐350℃。
优选地,第二温度比第一温度高120℃,第三温度比第二温度高80℃。
由于采用上述方案,本发明的有益效果是:
第一、本发明通过在耐高温聚酰胺的聚合过程中加入纳米级石墨烯水溶液,脂肪族二元酸单体中的羧基、芳香族二元酸单体中的羧基和脂肪族二元胺单体中的胺基的极性较强,与纳米级的石墨烯上的羟基形成氢键,从而有效改善了纳米级石墨烯的团聚,使得纳米级石墨烯水溶液在反应体系中均匀分散,脂肪族二元酸单体、芳香族二元酸单体和脂肪族二元胺单体形成脂肪族聚酰胺盐,由于芳香族二元酸的存在,使得产品的熔点和热变形温度升高,经过聚合最终形成耐高温聚酰胺,纳米级的石墨烯在耐高温聚酰胺分子链间均匀分散,相容性极佳,不会影响耐高温聚酰胺的力学性能,其力学性能与未添加纳米级石墨烯的纯耐高温聚酰胺的力学性能基本相当,避免出现因为添加高含量导热填料,导致分散不均匀和团聚,使得耐高温聚酰胺的力学性能明显降低的问题,因此,本发明所制得的产品的力学性能良好。
第二、本发明通过在耐高温聚酰胺的聚合过程中加入纳米级石墨烯水溶液,使得纳米级的石墨烯在耐高温聚酰胺分子链间均匀分散,其在产品冷却结晶过程中可起到成核剂的作用,为耐高温聚酰胺分子链的结晶提供晶核,从而促进产品结晶,提高产品的热变形温度;另外,纳米级的石墨烯还起到润滑剂的作用,使得耐高温聚酰胺分子链间容易滑动,从而改善了耐高温聚酰胺的流动性和产品的表观质量,在后期共混改性过程中可以极大地增加玻璃纤维等第三组分的含量,进一步改善产品的力学性能,降低生产成本。
第三、本发明通过在耐高温聚酰胺的聚合过程中加入纳米级石墨烯水溶液,使得纳米级的石墨烯在耐高温聚酰胺分子链间均匀分散,一方面,纳米级的石墨烯粒子相互连接,使得聚酰胺具有较高的导热系数,改善了其导热性能,从而达到导热聚酰胺的要求;另一方面,纳米级的石墨烯不存在团聚和分散不均匀的问题,从而使得产品的导热性能明显改善,即加入较少量的导热填料,产品就可达到预期的导热效果,从而降低生产成本和改善产品的力学性能。
第四、本发明通过在耐高温聚酰胺的聚合过程中加入纳米级石墨烯水溶液,使得纳米级的石墨烯在耐高温聚酰胺分子链间均匀分散,由于纳米级石墨烯具有很好的热稳定性,在后期的共混改性及使用过程中,加工及使用环境的温度也可随之升高,从而改善了共混改性工艺的灵活性,扩大了产品的应用范围。
第五、本发明通过在耐高温聚酰胺的聚合过程中加入纳米级石墨烯水溶液,使得纳米级的石墨烯在耐高温聚酰胺分子链间均匀分散,跟PA6和PA66等普通聚酰胺相比,耐高温聚酰胺具有较高的长期使用温度,允许产品具有较高的温差,从而提高了产品的热传导效率。
总之,本发明通过在耐高温聚酰胺的聚合过程中加入纳米级石墨烯水溶液,使得纳米级的石墨烯在耐高温聚酰胺分子链间均匀分散,使得所制产品具有良好的导热性能和热力学性能,而且纳米级石墨烯具有很好的热稳定性,从而改善了产品的应用范围。另外,人们还可以根据实际应用中的导热要求,灵活调整所制产品中的纳米级石墨烯含量,从而满足实际应用的要求。
具体实施方式
本发明提供了一种导热耐高温聚酰胺复合材料及其制备方法。
<导热耐高温聚酰胺复合材料>
一种导热耐高温聚酰胺复合材料,其生产原料包括:
其中,脂肪族二元酸可以优选为10‐60份。
芳香族二元酸可以优选为10‐60份。
脂肪族二元胺可以优选为30‐60份。
纳米级石墨烯水溶液可以优选为10‐80份。
封端剂可以优选为0.2‐0.3份。
催化剂可以优选为0.02‐0.05份。
去离子水可以优选为40‐150份。
其中,脂肪族二元酸和芳香族二元酸的重量份可以不同时为0。
脂肪族二元酸、芳香族二元酸和脂肪族二元胺的总重量份数可以为100。
脂肪族二元酸可以选自丁二酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、十一烷二酸、十二烷二酸或十三烷二酸中的一种以上。
芳香族二元酸可以选自对苯二甲酸、间苯二甲酸、邻苯二甲酸或萘二甲酸中的一种以上。
脂肪族二元胺可以选自丁二胺、戊二胺、2‐甲基戊二胺、己二胺、癸二胺、十一烷二胺或十二烷二胺中的一种以上。
纳米级石墨烯水溶液可以为纳米级石墨烯含量为1‐10wt%的水溶液。
实际上,纳米级石墨烯可以含有3‐10层的石墨烯,每层石墨烯的厚度可以为0.34nm。
封端剂可以选自苯甲酸、乙酸、丙酸或己二酸中的一种以上。
催化剂可以选自磷酸钠、磷酸镁、磷酸钙、亚磷酸钠、亚磷酸镁、亚磷酸钙、亚磷酸锌、次亚磷酸钠、次亚磷酸镁、次亚磷酸钙或次亚磷酸锌中的一种以上。
<导热耐高温聚酰胺复合材料的制备方法>
一种导热耐高温聚酰胺复合材料的制备方法,其包括以下步骤:
(1)、将0‐80份脂肪族二元酸、0‐80份芳香族二元酸、20‐80份脂肪族二元胺、5‐100份纳米级石墨烯水溶液、0.1‐0.4份封端剂、0.01‐0.06份催化剂和30‐160份去离子水依次加入到高压反应釜内;
(2)、将高压反应釜抽真空充氮气,之后调节压力至高于常压30‐50kPa;
(3)、加热高压反应釜,升温至第一温度,压力随之升高至0.1‐0.2MPa,然后进行恒温反应1‐3小时;
(4)、继续升温至第二温度并升压至1.5‐3.5MPa,同时保持压力恒定;
(5)、接着以0.06‐2.50℃/min的速率升温1‐3小时至第三温度,压力为1.5‐3.5MPa,升温完毕之后立刻将高压反应釜内的压力以0.0117‐0.1133MPa/min的速率泄至常压,泄压时间为0.5‐2小时,同时维持温度恒定,直至没有尾气逸出;
(6)、反应完成后,向高压反应釜内充氮气,调节压力至0.5‐1.0MPa,最后将物料压出拉条切粒,得到导热耐高温聚酰胺复合材料。
第一温度为80‐150℃,第二温度为200‐270℃,第三温度为280‐350℃。
第二温度比第一温度高120℃,第三温度比第二温度高80℃。
其中,导热耐高温聚酰胺复合材料的导热系数根据GB 3399‐1982的标准测定,其经注塑成圆形或正方形,厚度不小于5mm,然后利用带有护热板平板进行导热仪测试。
在步骤(2)中,压力可以优选为高于常压40kPa。
在步骤(3)中,第一温度可以为80‐150℃,优选为100℃;压力可以优选为0.12MPa。
在步骤(3)中,恒温反应的时间可以优选为1.5小时。
在此过程中脂肪族二元酸单体中的羧基、芳香族二元酸单体中的羧基和脂肪族二元胺单体中的胺基的极性较强,与纳米级的石墨烯上的羟基形成氢键,从而有效改善了纳米级石墨烯的团聚,使得纳米级石墨烯水溶液在反应体系中均匀分散,同时脂肪族二元酸、芳香族二元酸和脂肪族二元胺反应生成脂肪族聚酰胺盐和半芳香族聚酰胺盐,其中,脂肪族聚酰胺盐较脂肪族二元酸、芳香族二元酸和脂肪族二元胺的稳定性好,可以防止脂肪族二元酸、芳香族二元酸和脂肪族二元胺在后续反应过程的高温条件下挥发和脱羧,有助于保持体系配比的稳定。
在步骤(4)中,第二温度可以为200‐270℃,优选为200‐240℃,更优选为232℃。
在步骤(4)中,压力可以优选为2.5MPa。
在步骤(5)中,升温的速率可以优选为0.06℃/min。
在步骤(5)中,第三温度可以为280‐350℃,优选为280‐340℃,更优选为310℃;压力可以优选为2.5MPa。
边保压边升温可使得反应体系中的脂肪族聚酰胺盐保持溶解状态,从而参与聚合反应;随着反应体系中温度的升高和水分的减少,聚合反应向正反应方向移动,脂肪族聚酰胺盐的聚合度逐渐增大。
在步骤(5)中,泄压速率可以优选为0.0117MPa/min。
在步骤(5)中,泄压时间可以优选为1小时。
泄压过程中,反应体系中的水分继续减少,脂肪族聚酰胺盐的聚合度继续增大,直至常压达到预定的聚合度,使得纳米级的石墨烯在聚酰胺分子链间均匀分散。
在步骤(6)中,充入氮气之后的压力可以优选为0.7MPa。
以下结合所示实施例和对比例对本发明作进一步的说明。
实施例1:
本实施例的导热耐高温聚酰胺复合材料的制备方法,其包括以下步骤:
(1)、将30份对苯二甲酸、27份己二酸、43份己二胺、40份纳米级石墨烯含量为5wt%的纳米级石墨烯水溶液、0.25份乙酸(作为封端剂)、0.03份次亚磷酸钠(作为催化剂)和100份去离子水依次加入到高压反应釜内;
(2)、将高压反应釜抽真空充氮气,调节压力至高于常压40kPa;
(3)、加热高压反应釜,使得反应始终在惰性气体保护下进行,升温至第一温度100℃,压力随之升高至0.12MPa,然后进行恒温反应1.5小时;
(4)、继续升温至第二温度232℃,调节压力升高至2.5MPa,此时通过释放反应釜内水蒸气的办法,同时保持压力恒定为2.5MPa;
(5)、接着以0.06℃/min的速率升温1.5小时至第三温度310℃下反应,压力为2.5MPa,之后立刻将高压反应釜内的压力以0.0117MPa/min的速率泄至常压,泄压时间为1小时,同时维持温度恒定,直至没有尾气逸出;
(6)、反应完成后,向高压反应釜内充氮气,调节压力至0.7MPa,最后将物料压出拉条切粒,得到导热耐高温聚酰胺复合材料。性能测试结果见表1。
其中,在步骤(1)中,对苯二甲酸在0‐80份之内,己二酸在0‐80份之内,己二胺在20‐80份之内,5wt%纳米级石墨烯含量在1‐10wt%之内,乙酸在0.1‐0.4份之内,次亚磷酸钠在0.01‐0.06份之内,去离子水在30‐160份之内均是可以的。
在步骤(2)中,压力在高于常压30‐50kPa之内是可以的。
在步骤(3)中,第一温度在80‐150℃之内,压力在0.1‐0.2Mpa之内,恒温反应时间在1‐3小时之内都是可以的。
惰性气体可以为氮气。
在步骤(4)中,第二温度在200‐270℃之内,压力在1.5‐3.5MPa之内均可以。
在步骤(5)中,升温的速率在0.06‐2.50℃/min之内是可以的。
在步骤(5)中,升温的时间在1‐3小时之内,第三温度在280‐350℃之内,压力在1.5‐3.5MPa之内,泄压速率在0.0117‐0.1133MPa/min之内,泄压时间在0.5‐2小时之内均可以。
在步骤(6)中,充入氮气之后的压力在0.5‐1.0MPa之内也是可以的。
实施例2:
本实施例的导热耐高温聚酰胺复合材料的制备方法,其包括以下步骤:
(1)、将49份对苯二甲酸、51份癸二胺、100份纳米级石墨烯含量为1wt%的纳米级石墨烯水溶液、0.35份苯甲酸(作为封端剂)、0.04份次亚磷酸钠(作为催化剂)和150份去离子水依次加入到高压反应釜内;
(2)、将高压反应釜抽真空充氮气,调节压力至高于常压30kPa;
(3)、加热高压反应釜,使得反应始终在惰性气体保护下进行,升温至第一温度150℃,压力随之升高至0.2MPa,然后进行恒温反应1小时;
(4)、继续升温至第二温度240℃,调节压力升高至3.5MPa,此时通过释放反应釜内水蒸气的办法,同时保持压力恒定为3.5MPa;
(5)、接着以0.06℃/min的速率升温3小时至第三温度330℃下反应,压力为3.5MPa,之后立刻将高压反应釜内的压力以0.0117MPa/min的速率泄至常压,泄压时间为1小时,同时维持温度恒定,直至没有尾气逸出;
(6)、反应完成后,向高压反应釜内充氮气,调节压力至0.5MPa,最后将物料压出拉条切粒,得到导热耐高温聚酰胺复合材料。性能测试结果见表1。
实施例3:
本实施例的导热耐高温聚酰胺复合材料的制备方法,其包括以下步骤:
(1)、将62份己二酸、38份丁二胺、5份纳米级石墨烯含量为10wt%的纳米级石墨烯水溶液、0.15份己二酸(作为封端剂)、0.01份次亚磷酸钠(作为催化剂)和30份去离子水依次加入到高压反应釜内;
(2)、将高压反应釜抽真空充氮气,调节压力至高于常压50kPa;
(3)、加热高压反应釜,使得反应始终在惰性气体保护下进行,升温至第一温度80℃,压力随之升高至0.1MPa,然后进行恒温反应3小时;
(4)、继续升温至第二温度220℃,调节压力升高至2MPa,此时通过释放反应釜内水蒸气的办法,同时保持压力恒定为2MPa;
(5)、接着以0.06℃/min的速率升温1.5小时至第三温度310℃下反应,压力为2MPa,之后立刻将高压反应釜内的压力以0.0117MPa/min的速率泄至常压,泄压时间为1小时,同时维持温度恒定,直至没有尾气逸出;
(6)、反应完成后,向高压反应釜内充氮气,调节压力至1.0MPa,最后将物料压出拉条切粒,得到导热耐高温聚酰胺复合材料。性能测试结果见表1。
实施例4:
本实施例的导热耐高温聚酰胺复合材料的制备方法,其包括以下步骤:
(1)、将38份对苯二甲酸、21份间苯二甲酸、41份己二胺、20份纳米级石墨烯含量为5wt%的纳米级石墨烯水溶液、0.1份乙酸(作为封端剂)、0.1份己二酸(作为封端剂)、0.01份次亚磷酸钠(作为催化剂)、0.01份亚磷酸镁(作为催化剂)和100份去离子水依次加入到高压反应釜内;
(2)、将高压反应釜抽真空充氮气,调节压力至高于常压40kPa;
(3)、加热高压反应釜,使得反应始终在惰性气体保护下进行,升温至第一温度120℃,压力随之升高至0.15MPa,然后进行恒温反应1.5小时;
(4)、继续升温至第二温度237℃,调节压力升高至3.0MPa,此时通过释放反应釜内水蒸气的办法,同时保持压力恒定为3.0MPa;
(5)、接着以0.06℃/min的速率升温2小时至第三温度325℃下反应,压力为3.0MPa,之后立刻将高压反应釜内的压力以0.0117MPa/min的速率泄至常压,泄压时间为1小时,同时维持温度恒定,直至没有尾气逸出;
(6)、反应完成后,向高压反应釜内充氮气,调节压力至0.8MPa,最后将物料压出拉条切粒,得到导热耐高温聚酰胺复合材料。性能测试结果见表1。
对比例:
本对比例的导热耐高温聚酰胺复合材料的制备方法,其包括以下步骤:
(1)、将30份对苯二甲酸、27份己二酸、43份己二胺、0.25份乙酸(作为封端剂)、0.03份次亚磷酸钠(作为催化剂)和100份去离子水依次加入到高压反应釜内;
(2)、将高压反应釜抽真空充氮气,调节压力至高于常压40kPa;
(3)、加热高压反应釜,使得反应始终在惰性气体保护下进行,升温至第一温度100℃,压力随之升高至0.12MPa,然后进行恒温反应1.5小时;
(4)、继续升温至第二温度232℃,调节压力升高至2.5MPa,此时通过释放反应釜内水蒸气的办法,同时保持压力恒定为2.5MPa;
(5)、接着以0.06℃/min的速率升温1.5小时至第三温度310℃下反应,压力为2.5MPa,之后立刻将高压反应釜内的压力以0.0117MPa/min的速率泄至常压,泄压时间为1小时,同时维持温度恒定,直至没有尾气逸出;
(6)、反应完成后,向高压反应釜内充氮气,调节压力至0.7MPa,最后将物料压出拉条切粒,得到导热耐高温聚酰胺复合材料。性能测试结果见表1。
表1实施例1至实施例4和对比例的性能测试数据
通过比较实施例1和对比例的测试结果可以得出,除了实施例1加入40份纳米级石墨烯含量为5wt%的纳米级石墨烯水溶液外,其余组分、用量和聚合工艺完全相同,所得产品结构也基本相同,但是实施例1的熔点、力学性能、热变形温度和热导率较对比例明显升高,由此说明,实施例1在聚合过程中加入纳米级石墨烯,改善了耐高温聚酰胺的力学性能和热学性能,增大产品的热导率,同时改善了产品的导热性能。
通过比较实施例2至实施例4的测试结果还得知,产品的力学性能、热学性能和热导率与纳米级石墨烯的含量有密切关系,纳米级石墨烯的含量越高,耐高温聚酰胺的力学性能越好,熔点和热变形温度等热学性能越高,热导率越高,其导热效果越好,反之亦然,此外产品的力学性能、热学性能和热导率与参与聚合的单元组分也密切相关。因而本发明通过在聚合过程中加入纳米级石墨烯水溶液,促进耐高温聚酰胺的结晶,提高了产品的结晶度、熔点、热变形温度、拉伸强度和弯曲模量等热力学性能,同时纳米级的石墨烯在耐高温聚酰胺分子链间均匀分散,纳米级石墨烯纳米粒子相互连接,使得产品具有较好的热导率,导热性能得到明显改善,达到了导热耐高温聚酰胺的要求,对后期产品的改性生产及应用均具有积极的影响。
上述对实施例的描述是为了便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用本发明。熟悉本领域技术人员显然可以容易的对这些实施例做出各种修改,并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中,而不必经过创造性的劳动。因此,本发明不限于上述实施例。本领域技术人员根据本发明的原理,不脱离本发明的范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种导热耐高温聚酰胺复合材料,其特征在于:生产原料包括:
其中,脂肪族二元酸和芳香族二元酸的重量份不同时为0。
2.根据权利要求1所述的导热耐高温聚酰胺复合材料,其特征在于:所述脂肪族二元酸、所述芳香族二元酸和所述脂肪族二元胺的总重量份数为100。
3.根据权利要求1所述的导热耐高温聚酰胺复合材料,其特征在于:所述脂肪族二元酸选自丁二酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、十一烷二酸、十二烷二酸或十三烷二酸中的一种以上;或者,
所述芳香族二元酸选自对苯二甲酸、间苯二甲酸、邻苯二甲酸或萘二甲酸中的一种以上。
4.根据权利要求1所述的导热耐高温聚酰胺复合材料,其特征在于:所述脂肪族二元胺选自丁二胺、戊二胺、2‐甲基戊二胺、己二胺、癸二胺、十一烷二胺或十二烷二胺中的一种以上。
5.根据权利要求1所述的导热耐高温聚酰胺复合材料,其特征在于:所述纳米级石墨烯水溶液为纳米级石墨烯含量为1‐10wt%的水溶液;
优选地,所述纳米级石墨烯含有3‐10层的石墨烯,每层石墨烯的厚度为0.34nm。
6.根据权利要求1所述的导热耐高温聚酰胺复合材料,其特征在于:所述封端剂选自苯甲酸、乙酸、丙酸或己二酸中的一种以上。
7.根据权利要求1所述的导热耐高温聚酰胺复合材料,其特征在于:所述催化剂选自磷酸钠、磷酸镁、磷酸钙、亚磷酸钠、亚磷酸镁、亚磷酸钙、亚磷酸锌、次亚磷酸钠、次亚磷酸镁、次亚磷酸钙或次亚磷酸锌中的一种以上。
8.一种如权利要求1至7任一项所述的导热耐高温聚酰胺复合材料的制备方法,其特征在于:包括以下步骤:
(1)、将0‐80份脂肪族二元酸、0‐80份芳香族二元酸、20‐80份脂肪族二元胺、5‐100份纳米级石墨烯水溶液、0.1‐0.4份封端剂、0.01‐0.06份催化剂和30‐160份去离子水依次加入到高压反应釜内;
(2)、将高压反应釜抽真空充氮气,之后调节压力至高于常压30‐50kPa;
(3)、加热高压反应釜,升温至第一温度,压力随之升高至0.1‐0.2MPa,然后进行恒温反应1‐3小时;
(4)、继续升温至第二温度并升压至1.5‐3.5MPa,同时保持压力恒定;
(5)、接着以0.06‐2.50℃/min的速率升温1‐3小时至第三温度,压力为1.5‐3.5MPa,升温完毕之后立刻将高压反应釜内的压力泄至常压,泄压时间为0.5‐2小时,同时维持温度恒定,直至没有尾气逸出;
(6)、反应完成后,向高压反应釜内充氮气,调节压力至0.5‐1.0MPa,最后将物料压出拉条切粒,得到所述导热耐高温聚酰胺复合材料。
9.根据权利要求8所述的制备方法,其特征在于:所述第一温度为80‐150℃,所述第二温度为200‐270℃,所述第三温度为280‐350℃。
10.根据权利要求8所述的制备方法,其特征在于:所述第二温度比所述第一温度高120℃,所述第三温度比所述第二温度高80℃。
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CN112679727A (zh) * | 2020-11-19 | 2021-04-20 | 裕克施乐塑料制品(太仓)有限公司 | 一种可用于sls的三层结构的导热粉体及制备和使用方法 |
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