CN113462152A - Led灯杯、绝缘导热复合材料及其制备方法与应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种LED灯杯、绝缘导热复合材料及其制备方法与应用。该绝缘导热复合材料，按照质量百分比计，包括：尼龙树脂35％～50％；导热剂25％～55％；无碱玻璃纤维8％～20％；增韧剂2％～8％；硅烷偶联剂0.2％～0.5％；润滑剂0.3％～2％；及抗氧剂0.2％～0.5％；其中，所述导热剂在面内方向的导热系数至少为30W/m·K。通过组分间的合理配比，绝缘导热复合材料的导热系数为1.2W/m·K～1.35W/m·K，且力学性能优良；同时，绝缘导热复合材料热膨胀系数与铝材的热膨胀系数接近，尤其适合作为LED照明器件的绝缘导热材料。
Description
技术领域
本发明涉及高分子材料技术领域，具体涉及一种绝缘导热复合材料及其制备方法和应用。
背景技术
LED灯具原件简单，照射距离长，光能转化效率高，但其使用寿命受工作温度影响较大，当结温从115℃提高到135℃，就会使寿命从50000小时降低到20000小时，降低结温的关键就是要有好的散热器，能够及时地把LED产生的热散发出去。传统的金属散热材料重量较大，电绝缘性差，作为LED灯具的散热材料不仅增加LED灯具重量，且存在漏电的安全隐患。
导热塑料是以工程塑料或者通用塑料作为基材，通过在塑料中添加具有高导热系数的导热填料来提高塑料的导热性能，导热塑料相比于传统的散热材料具有散热均匀、比重小、导电性可调整等优点，因而可应用于LED照明、汽车发动机外壳、电子器件配件、散热器连接件等领域。但是塑料本身属于绝热材料，导热性能较差，因此要达到满足使用要求的导热性能需要添加大量的导热填料，这就会导致成型后的产品力学性能较差，流动性差。同时，在LED照明、电子设备领域中，导热塑料还用作与金属器件(通常是铝合金材料)之间的连接，而塑料与金属之间相容性差，热膨胀系数差别大，在使用过程中容易出现塑料与金属分离或者开裂的情况。
发明内容
基于此，有必要提供一种力学性能良好且热膨胀系数与铝材相近的绝缘导热复合材料及其制备方法与应用。
此外，还有必要提供一种使用该绝缘导热复合材料制作的LED灯杯。
本发明的一个方面，提供了一种绝缘导热复合材料，按照质量百分比计，包括以下组分：
其中，所述导热剂在面内方向的导热系数至少为30W/m·K。
在其中一些实施例中，所述导热剂选自密胺树脂包覆的氧化镁、氧化铝、氢氧化镁、氮化硼、氧化锌及硫化锌中的至少一种。
在其中一些实施例中，所述导热剂选自氮化硼与氢氧化镁的混合物，或选自氮化硼、氢氧化镁及硫化锌的混合物，或选自氮化硼、氧化铝及硫化锌的混合物。
在其中一些实施例中，所述尼龙树脂选自PA6、PA66、PA6T/PA66复合树脂、PA6T/6I复合树脂及PA10T中的至少一种；所述尼龙树脂的粘度为2.0Pa·s～2.6Pa·s。
在其中一些实施例中，所述增韧剂选自乙烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物(E-GMA)、乙烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯-乙烯醇共聚物(E-GMA-VA)、马来酸酐接枝乙烯辛烯共聚物(POE-g-MAH)及马来酸酐接枝氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(SEBS-g-MAH)中的至少一种。
在其中一些实施例中，所述润滑剂选自乙撑双硬脂酸酰胺、季戊四醇硬脂酸酯、硬脂酸钙、OP蜡及硅酮母粒中至少一种。
在其中一些实施例中，所述抗氧剂选自抗氧剂1098、抗氧剂168、抗氧剂GA80及抗氧剂608中的至少一种。
在其中一些实施例中，所述绝缘导热复合材料中，所述尼龙树脂的百分含量为37％～47％，所述导热剂的百分含量为29％～39％，所述无碱玻璃纤维的百分含量为16％～20％，所述增韧剂的百分含量为3％～7％，所述硅烷偶联剂的质量含量为0.2％～0.4％，所述润滑剂的百分含量为0.3％～0.5％，所述抗氧剂的百分含量为0.2％～0.5％。
本发明的另一方面，还提供了一种绝缘导热复合材料的制备方法，包括以下步骤：
将尼龙树脂、导热剂、润滑剂、抗氧化剂、增韧剂及硅烷偶联剂混合均匀，得到混合料；及
将所述混合料与无碱玻璃纤维混合，熔融造粒。
本发明的另一方面，还提供了上述的绝缘导热复合材料在制作LED灯散热器中的应用。
本发明的另一方面，还提供了一种LED灯杯，所述LED灯杯的材质为上述的绝缘导热复合材料。
上述绝缘导热复合材料包括特定含量的尼龙树脂、导热剂、无碱玻璃纤维、增韧剂、硅烷偶联剂、抗氧剂及润滑剂，其中，导热剂在面内方向的导热系数至少为30W/m·K。通过组分间的合理配比，导热剂与其他组分的共同作用下，在绝缘导热复合材料中形成网状和链状的导热网链，绝缘导热复合材料的导热性能良好，导热系数为1.0W/m·K～1.35W/m·K，且力学性能优良；同时，绝缘导热复合材料热膨胀系数与铝材的热膨胀系数接近，尤其适合作为LED照明器件的绝缘导热材料。
附图说明
图1为本发明一实施方式的绝缘导热复合材料的制备方法流程示意图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
本发明一实施方式提供了一种绝缘导热复合材料，按照质量百分比计，包括以下组分：
其中，导热剂在面内方向的导热系数至少为30W/m·K。
在上述绝缘导热复合材料中，尼龙树脂作为基体材料，具有良好的力学性能和绝缘性。导热剂具有较高的导热系数，提升材料的导热性能。硅烷偶联剂能够增强各组分间的结合力。上述绝缘导热复合材料包括特定含量的尼龙树脂、导热剂、无碱玻璃纤维、增韧剂、硅烷偶联剂、抗氧剂及润滑剂，其中，导热剂在面内方向的导热系数至少为30W/m·K。通过组分间的合理配比，绝缘导热复合材料的导热系数为1.0W/m·K～1.35W/m·K，且力学性能优良；同时，绝缘导热复合材料热膨胀系数与铝材的热膨胀系数接近，尤其适合作为LED照明器件的绝缘导热材料。
导热剂具有高的导热系数，掺杂在尼龙树脂中能够有效提升复合材料的导热性能。在其中一些实施例中，导热剂选自密胺树脂包覆的氧化镁、密胺树脂包覆的氧化铝、密胺树脂包覆的氢氧化镁、密胺树脂包覆的氮化硼、密胺树脂包覆的氧化锌及密胺树脂包覆的硫化锌中的至少一种。上述密胺树脂包覆的无机导热填料作为导热剂，与基体的相容性良好。
具体地，导热剂的粒径为2μm～80μm。进一步地，导热剂的粒径为2μm～20μm。粒径为2μm～20μm的导热剂在尼龙树脂基体中的分散性更好，导热性也较优。
进一步地，导热剂选自氮化硼与氢氧化镁的混合物，或选自氮化硼、氢氧化镁及硫化锌的混合物，或选自氮化硼、氧化铝及硫化锌的混合物。氮化硼与氢氧化镁、氧化铝、硫化锌等组成的混合物作为导热剂不仅具有良好导热性能，且能够有效改善复合材料与铝材之间相容性的问题。
尼龙树脂是由二胺和二酸缩聚或者由内酰胺缩聚或开环聚合得到的聚合物，具有力学性能良好，耐磨性能良好等优点，是重要的工程塑料。本实施方式中，采用尼龙树脂作为绝缘导热复合材料的基体。在其中一些实施例中，尼龙树脂选自PA6、PA66、PA6T/PA66复合树脂、PA6T/6I复合树脂及PA10T中的至少一种；尼龙树脂的粘度为2.0Pa·s～2.6Pa·s。该粘度范围的尼龙树脂具有较好的流动性，加工性更好。
硅烷偶联剂能够使无碱玻璃纤维与尼龙树脂之间更充分的桥接，绝缘导热复合材料中各组分分散更加均匀。在其中一些实施例中，硅烷偶联剂可以选自KH-550、KH560及KH570中至少一种。
增韧剂是提高绝缘导热复合材料柔韧性、降低脆性的组分。在其中一些实施例中，增韧剂选自乙烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物(E-GMA)、乙烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯-乙烯醇共聚物(E-GMA-VA)、马来酸酐接枝乙烯辛烯共聚物(POE-g-MAH)及马来酸酐接枝氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(SEBS-g-MAH)中的至少一种。
在其中一些实施例中，润滑剂选自乙撑双硬脂酸酰胺、季戊四醇硬脂酸酯、硬脂酸钙、OP蜡及硅酮母粒中至少一种。
抗氧剂能够改善复合材料的抗氧化性，提升绝缘导热复合材料的耐久性和使用寿命。在其中一些实施例中，抗氧剂选自抗氧剂1098、抗氧剂168、抗氧剂GA80及抗氧剂608中的至少一种。
在其中一些实施例中，绝缘导热复合材料，按照质量百分比计，还包括：碳纤维0.1％～0.2％。
在其中一些实施例中，绝缘导热复合材料中，尼龙树脂的百分含量为37％～47％，导热剂的百分含量为29％～39％，无碱玻璃纤维的百分含量为16％～20％，增韧剂的百分含量为3％～7％，硅烷偶联剂的质量含量为0.2％～0.4％，润滑剂的百分含量为0.3％～0.5％，抗氧剂的百分含量为0.2％～0.5％。
本发明另一实施方式还提供了一种绝缘导热复合材料的制备方法，包括步骤S100、S200。
步骤S100：将尼龙树脂、导热剂、润滑剂、抗氧化剂、增韧剂及硅烷偶联剂混合均匀，得到混合料。
步骤S200：将混合料与无碱玻璃纤维混合，熔融造粒。
在其中一些实施例中，熔融造粒的温度为240℃～275℃。
具体地，绝缘导热复合材料的制备在双螺杆挤出机中进行，无碱玻璃纤维在侧喂料筒内投入，与混合料混合。进一步地，双螺杆挤出机温度从进料段到机头的温度设定为：一区温度：200℃～230℃，二三四区温度：240℃～280℃，五～九区温度：240℃～260℃，机头温度：250℃～280℃。
在其中一些实施例中，在步骤S200之后，还包括烘干处理，得到绝缘导热复合材料。
上述绝缘导热复合材料的制备方法工艺简单，成本较低，且制备得到的绝缘导热复合材料具有导热性良好、力学性能优良、热膨胀系数与铝材相近的优点。
本发明另一实施方式还提供了上述的绝缘导热复合材料在制作LED灯散热器中的应用。
本发明另一实施方式还提供了一种LED灯杯，LED灯杯的材质为上述的绝缘导热复合材料。
上述LED灯杯采用的绝缘导热复合材料导热系数为1.2W/m·K～1.35W/m·K，且力学性能优良；热膨胀系数与铝材的热膨胀系数接近，因此与铝材相容性良好。同时该LED灯杯比重小，尤其适合作为汽车LED刹车灯灯杯。
以下通过具体实施例对本发明的绝缘导热材料及其制备方法作进一步说明。
实施例1：
本实施例的绝缘导热复合材料，按照质量百分比计，包括以下组分：
其中，氮化硼的粒径为4μm，氢氧化镁的粒径为10μm。
按照以上配比准备原料，将PA6树脂、硅烷偶联剂KH560、润滑剂、抗氧剂、导热剂及增韧剂按照比例加入双螺杆挤出机进料斗混合均匀，无碱玻璃纤维从侧喂料筒投入，经过双螺杆挤出机熔融造粒、烘干。双螺杆挤出机温度从进料段到机头设定依次为：210℃、270℃、270℃、270℃、255℃、255℃、255℃、255℃、250℃、275℃。
实施例2：
本实施例的绝缘导热复合材料，按照质量百分比计，包括以下组分：
其中，氮化硼的粒径为4μm，氢氧化镁的粒径为10μm，硫化锌的粒径为10μm。
按照以上配比准备原料，将PA6树脂、硅烷偶联剂KH560、润滑剂、抗氧剂、导热剂及增韧剂按照比例加入双螺杆挤出机进料斗混合均匀，无碱玻璃纤维从侧喂料筒投入，经过双螺杆挤出机熔融造粒、烘干。双螺杆挤出机温度从进料段到机头设定依次为：210℃、270℃、270℃、270℃、255℃、255℃、255℃、255℃、250℃、275℃。
实施例3：
本实施例的绝缘导热复合材料，按照质量百分比计，包括以下组分：
其中，氮化硼的粒径为4μm，氧化铝的粒径为10μm，硫化锌的粒径为10μm。
按照以上配比准备原料，将PA6树脂、硅烷偶联剂KH560、润滑剂、抗氧剂、导热剂及增韧剂按照比例加入双螺杆挤出机进料斗混合均匀，无碱玻璃纤维从侧喂料筒投入，经过双螺杆挤出机熔融造粒、烘干。双螺杆挤出机温度从进料段到机头设定依次为：210℃、270℃、270℃、270℃、255℃、255℃、255℃、255℃、250℃、275℃。
实施例4：
本实施例的绝缘导热复合材料，按照质量百分比计，包括以下组分：
其中，氮化硼的粒径为4μm，氧化铝的粒径为10μm，硫化锌的粒径为10μm。
按照以上配比准备原料，将PA6树脂、硅烷偶联剂KH560、润滑剂、抗氧剂、导热剂及增韧剂按照比例加入双螺杆挤出机进料斗混合均匀，无碱玻璃纤维从侧喂料筒投入，经过双螺杆挤出机熔融造粒、烘干。双螺杆挤出机温度从进料段到机头设定依次为：210℃、270℃、270℃、270℃、255℃、255℃、255℃、255℃、250℃、275℃。
实施例5：
本实施例的绝缘导热复合材料，按照质量百分比计，包括以下组分：
其中，氮化硼的粒径为4μm。
按照以上配比准备原料，将PA6树脂、硅烷偶联剂KH560、润滑剂、抗氧剂、导热剂及增韧剂按照比例加入双螺杆挤出机进料斗混合均匀，无碱玻璃纤维从侧喂料筒投入，经过双螺杆挤出机熔融造粒、烘干。双螺杆挤出机温度从进料段到机头设定依次为：210℃、270℃、270℃、270℃、255℃、255℃、255℃、255℃、250℃、275℃。
实施例6：
本实施例的绝缘导热复合材料，按照质量百分比计，包括以下组分：
其中，氢氧化镁的粒径为10μm。
按照以上配比准备原料，将PA6树脂、硅烷偶联剂KH560、润滑剂、抗氧剂、导热剂及增韧剂按照比例加入双螺杆挤出机进料斗混合均匀，无碱玻璃纤维从侧喂料筒投入，经过双螺杆挤出机熔融造粒、烘干。双螺杆挤出机温度从进料段到机头设定依次为：210℃、270℃、270℃、270℃、255℃、255℃、255℃、255℃、250℃、275℃。
实施例7：
本实施例的绝缘导热复合材料，按照质量百分比计，包括以下组分：
其中，氮化硼的粒径为4μm，氢氧化镁的粒径为10μm。
按照以上配比准备原料，将PA6树脂、硅烷偶联剂KH560、润滑剂、抗氧剂、导热剂及增韧剂按照比例加入双螺杆挤出机进料斗混合均匀，无碱玻璃纤维从侧喂料筒投入，经过双螺杆挤出机熔融造粒、烘干。双螺杆挤出机温度从进料段到机头设定依次为：210℃、270℃、270℃、270℃、255℃、255℃、255℃、255℃、250℃、275℃。
实施例8：
本实施例的绝缘导热复合材料，按照质量百分比计，包括以下组分：
其中，氮化硼的粒径为4μm，氢氧化镁的粒径为10μm。
按照以上配比准备原料，将PA6树脂、硅烷偶联剂KH560、润滑剂、抗氧剂、导热剂及增韧剂按照比例加入双螺杆挤出机进料斗混合均匀，无碱玻璃纤维从侧喂料筒投入，经过双螺杆挤出机熔融造粒、烘干。双螺杆挤出机温度从进料段到机头设定依次为：210℃、270℃、270℃、270℃、255℃、255℃、255℃、255℃、250℃、275℃。
对比例1：
本对比例的绝缘导热复合材料，按照质量百分比计，包括以下组分：
按照以上配比准备原料，将PA6树脂、硅烷偶联剂KH560、润滑剂、抗氧剂、导热剂及增韧剂按照比例加入双螺杆挤出机进料斗混合均匀，无碱玻璃纤维从侧喂料筒投入，经过双螺杆挤出机熔融造粒、烘干。双螺杆挤出机温度从进料段到机头设定依次为：210℃、270℃、270℃、270℃、255℃、255℃、255℃、255℃、250℃、275℃。
对比例2：
本对比例的绝缘导热复合材料，按照质量百分比计，包括以下组分：
其中，氮化硼的粒径为4μm，氢氧化镁的粒径为10μm。
按照以上配比准备原料，将PA6树脂、硅烷偶联剂KH560、润滑剂、抗氧剂、导热剂及增韧剂按照比例加入双螺杆挤出机进料斗混合均匀，无碱玻璃纤维从侧喂料筒投入，经过双螺杆挤出机熔融造粒、烘干。双螺杆挤出机温度从进料段到机头设定依次为：210℃、270℃、270℃、270℃、255℃、255℃、255℃、255℃、250℃、275℃。
对比例3：
本对比例的绝缘导热复合材料，按照质量百分比计，包括以下组分：
其中，氮化硼的粒径为4μm，氢氧化镁的粒径为10μm。
按照以上配比准备原料，将PA6树脂、硅烷偶联剂KH560、润滑剂、抗氧剂、导热剂及增韧剂按照比例加入双螺杆挤出机进料斗混合均匀，无碱玻璃纤维从侧喂料筒投入，经过双螺杆挤出机熔融造粒、烘干。双螺杆挤出机温度从进料段到机头设定依次为：210℃、270℃、270℃、270℃、255℃、255℃、255℃、255℃、250℃、275℃。
实施例1～8及对比例1～3的综合测试性能结果见表1～2。
表1
表2
从表1、表2可以看出，与不添加导电剂的对比例1相比，实施例1～8制备得到的绝缘导热复合材料导热系数较大，为1.05W/m·K～1.35W/m·K，具有良好的导热性能。同时，实施例1～8的绝缘导热材料机械性能较好，拉伸强度为90MPa～120MPa，冲击强度为5kJ/m2～12kJ/m2，弯曲强度为141MPa～180MPa，弯曲模量为7600MPa～12000MPa。其中，实施例2的绝缘导热材料中的导热剂为氮化硼、氢氧化镁及硫化锌，不仅具有良好的机械性能，熔融指数还明显提升，绝缘导热复合材料的加工性良好。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，便于具体和详细地理解本发明的技术方案，但并不能因此而理解为对发明专利保护范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。应当理解，本领域技术人员在本发明提供的技术方案的基础上，通过合乎逻辑的分析、推理或者有限的试验得到的技术方案，均在本发明所述附权利要求的保护范围内。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求的内容为准，说明书及附图可以用于解释权利要求的内容。
Claims (11)
1.一种绝缘导热复合材料，其特征在于，按照质量百分比计，包括以下组分：
其中，所述导热剂在面内方向的导热系数至少为30W/m·K。
2.根据权利要求1所述的绝缘导热复合材料，其特征在于，所述导热剂选自密胺树脂包覆的氧化镁、氧化铝、氢氧化镁、氮化硼、氧化锌及硫化锌中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的绝缘导热复合材料，其特征在于，所述导热剂选自氮化硼与氢氧化镁的混合物，或选自氮化硼、氢氧化镁与硫化锌的混合物，或选自氮化硼、氧化铝与硫化锌的混合物。
4.根据权利要求1至3任意一项所述的绝缘导热复合材料，其特征在于，所述尼龙树脂选自PA6、PA66、PA6T/PA66复合树脂、PA6T/6I复合树脂及PA10T中的至少一种；所述尼龙树脂的粘度为2.0Pa·s～2.6Pa·s。
5.根据权利要求1至3任意一项所述的绝缘导热复合材料，其特征在于，所述增韧剂选自乙烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物、乙烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯-乙烯醇共聚物、马来酸酐接枝乙烯辛烯共聚物及马来酸酐接枝氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物中的至少一种。
6.根据权利要求1至3任意一项所述的绝缘导热复合材料，其特征在于，所述润滑剂选自乙撑双硬脂酸酰胺、季戊四醇硬脂酸酯、硬脂酸钙、OP蜡及硅酮母粒中至少一种。
7.根据权利要求1至3任意一项所述的绝缘导热复合材料，其特征在于，所述抗氧剂选自抗氧剂1098、抗氧剂168、抗氧剂GA80及抗氧剂608中的至少一种。
8.根据权利要求1至3任意一项所述的绝缘导热复合材料，其特征在于，所述尼龙树脂的百分含量为37％～47％，所述导热剂的百分含量为29％～39％，所述无碱玻璃纤维的百分含量为16％～20％，所述增韧剂的百分含量为3％～7％，所述硅烷偶联剂的质量含量为0.2％～0.4％，所述润滑剂的百分含量为0.3％～0.5％，所述抗氧剂的百分含量为0.2％～0.5％。
9.如权利要求1至8任意一项所述的绝缘导热复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将尼龙树脂、导热剂、润滑剂、抗氧化剂、增韧剂及硅烷偶联剂混合均匀，得到混合料；及
将所述混合料与无碱玻璃纤维混合，熔融造粒。
10.如权利要求1至8任意一项所述的绝缘导热复合材料在制作LED灯散热器中的应用。
11.一种LED灯杯，其特征在于，所述LED灯杯的材质为如权利要求1至8任意一项所述的绝缘导热复合材料。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115926460A (zh) * | 2022-12-30 | 2023-04-07 | 青岛国恩科技股份有限公司 | 一种高强度高导热尼龙复合材料及其制备方法 |
Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101490472A (zh) * | 2006-07-11 | 2009-07-22 | 帝斯曼知识产权资产管理有限公司 | 灯座 |
| CN101899209A (zh) * | 2010-03-30 | 2010-12-01 | 金发科技股份有限公司 | 一种导热绝缘材料及其制备方法 |
| CN102618029A (zh) * | 2012-03-21 | 2012-08-01 | 天津大学 | 一种高抗冲击聚己内酰胺导热绝缘塑料及其制备方法 |
| CN104387761A (zh) * | 2014-11-11 | 2015-03-04 | 惠州市沃特新材料有限公司 | 高导热聚酰胺复合材料及其制备方法 |
| CN104610737A (zh) * | 2014-10-15 | 2015-05-13 | 东莞市雷毅德塑胶科技有限公司 | 一种高抗冲击阻燃的导热绝缘塑胶材料 |
| CN105295360A (zh) * | 2015-10-10 | 2016-02-03 | 惠州市沃特新材料有限公司 | 高导热阻燃尼龙复合材料及其制备方法 |
| CN105778491A (zh) * | 2014-12-18 | 2016-07-20 | 东丽先端材料研究开发（中国）有限公司 | 高导热的聚酰胺组合物及制品 |
| CN106661324A (zh) * | 2014-06-30 | 2017-05-10 | 宇部兴产株式会社 | 聚酰胺树脂组合物及由其形成的成形品 |
| CN110218442A (zh) * | 2019-06-25 | 2019-09-10 | 金旸（厦门）新材料科技有限公司 | 一种高流动导热尼龙复合材料及其制备方法和应用 |
| CN110982256A (zh) * | 2019-11-26 | 2020-04-10 | 金旸（厦门）新材料科技有限公司 | 一种抗黄变高导热尼龙复合材料及其制备方法 |
-
2021
- 2021-08-05 CN CN202110896980.8A patent/CN113462152A/zh active Pending
Patent Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101490472A (zh) * | 2006-07-11 | 2009-07-22 | 帝斯曼知识产权资产管理有限公司 | 灯座 |
| CN101899209A (zh) * | 2010-03-30 | 2010-12-01 | 金发科技股份有限公司 | 一种导热绝缘材料及其制备方法 |
| CN102618029A (zh) * | 2012-03-21 | 2012-08-01 | 天津大学 | 一种高抗冲击聚己内酰胺导热绝缘塑料及其制备方法 |
| CN106661324A (zh) * | 2014-06-30 | 2017-05-10 | 宇部兴产株式会社 | 聚酰胺树脂组合物及由其形成的成形品 |
| CN104610737A (zh) * | 2014-10-15 | 2015-05-13 | 东莞市雷毅德塑胶科技有限公司 | 一种高抗冲击阻燃的导热绝缘塑胶材料 |
| CN104387761A (zh) * | 2014-11-11 | 2015-03-04 | 惠州市沃特新材料有限公司 | 高导热聚酰胺复合材料及其制备方法 |
| CN105778491A (zh) * | 2014-12-18 | 2016-07-20 | 东丽先端材料研究开发（中国）有限公司 | 高导热的聚酰胺组合物及制品 |
| CN105295360A (zh) * | 2015-10-10 | 2016-02-03 | 惠州市沃特新材料有限公司 | 高导热阻燃尼龙复合材料及其制备方法 |
| CN110218442A (zh) * | 2019-06-25 | 2019-09-10 | 金旸（厦门）新材料科技有限公司 | 一种高流动导热尼龙复合材料及其制备方法和应用 |
| CN110982256A (zh) * | 2019-11-26 | 2020-04-10 | 金旸（厦门）新材料科技有限公司 | 一种抗黄变高导热尼龙复合材料及其制备方法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115926460A (zh) * | 2022-12-30 | 2023-04-07 | 青岛国恩科技股份有限公司 | 一种高强度高导热尼龙复合材料及其制备方法 |
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