專利名稱：一種高導(dǎo)熱的尼龍復(fù)合材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及高分子材料領(lǐng)域，尤其涉及一種高導(dǎo)熱的尼龍復(fù)合材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
目前國(guó)內(nèi)對(duì)不同領(lǐng)域的導(dǎo)熱復(fù)合材料的研究報(bào)道多是導(dǎo)熱膠粘劑、導(dǎo)熱橡膠、導(dǎo)熱灌封材料，對(duì)高導(dǎo)熱性塑料材料的研究主要是以PE、PP和環(huán)氧樹(shù)脂為基材，而對(duì)熱塑性工程塑料的研究和專利較少。產(chǎn)量居工程塑料首位的尼龍，由于具有優(yōu)良的力學(xué)性能和較好的電性能，又具有耐磨、耐油、耐溶劑、自潤(rùn)滑、耐腐蝕及良好的加工性能等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛地應(yīng)用于汽車、電子電器、機(jī)械、電氣、兵器等領(lǐng)域。尼龍6 (polyamide 6,簡(jiǎn)稱PA6)是一種 優(yōu)異的工程塑料，具有優(yōu)良的無(wú)缺口耐沖擊性能。而其導(dǎo)熱系數(shù)較低，為O. 30W/m*k，這限制了其在散熱、導(dǎo)熱等領(lǐng)域的應(yīng)用。中國(guó)專利公布號(hào)CN 102372919 A，公布日2012年3月14日，名稱為一種耐磨尼龍66納米復(fù)合材料，該申請(qǐng)案公開(kāi)了一種耐磨尼龍66納米復(fù)合材料，由以下組份按重量份組成，98-100的尼龍66、0· 05-1的納米氮化硅、O. 1-0. 4的抗氧劑1010和O. 1-0. 4的抗氧劑168。其不足之處在于，制得的尼龍復(fù)合材料導(dǎo)熱性能差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的之一在于為了解決現(xiàn)有技術(shù)尼龍復(fù)合材料導(dǎo)熱性能差的缺陷而提供一種高導(dǎo)熱的尼龍復(fù)合材料。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種高導(dǎo)熱的尼龍復(fù)合材料的制備方法。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案
一種高導(dǎo)熱的尼龍復(fù)合材料，所述尼龍復(fù)合材料由以下重量百分比的原料混合制成尼龍6 35-89%、經(jīng)表面處理的石墨粉10-60%、改性助劑O. 6_5%、稀土元素釔O. 1-0. 2%和鋁纖維O. 2-10%。在本技術(shù)方案中，尼龍6的導(dǎo)熱系數(shù)僅為O. 30 W/m*k，石墨粉具有導(dǎo)熱率高、易分散及性能穩(wěn)定的特性，在尼龍6粉粒中加入石墨粉，有利于提高復(fù)合材料的導(dǎo)熱性能；而鋁纖維是與傳統(tǒng)的鋼纖維銅纖維相比更具有熔點(diǎn)低、硬度低、可消音、導(dǎo)熱性能好、無(wú)重金屬污染等特性，鋁比重是銅的30%，故選用鋁纖維，加入鋁纖維更進(jìn)一步的提升復(fù)合材料的導(dǎo)熱性能。加入O. 6-5%的改性助劑，可以有效的改善尼龍6復(fù)合材料的性能，若加入過(guò)多，則會(huì)引起尼龍6復(fù)合材料性能的變差；加入O. 2-10%額鋁纖維，可以有效提高尼龍6復(fù)合材料的導(dǎo)熱系數(shù)，但是加入過(guò)多，則會(huì)引起尼龍6復(fù)合材料的塑性急劇降低；稀土元素釔作為一種高溫超導(dǎo)體，其導(dǎo)熱性能卓越，若加入過(guò)多，則會(huì)因釔在空氣中不穩(wěn)定而引起尼龍6復(fù)合材料性能的降低，故本發(fā)明經(jīng)過(guò)反復(fù)試驗(yàn)比較及優(yōu)化，確定尼龍6 35-89%、經(jīng)表面處理的石墨粉10-60%、改性助劑O. 6-5%、稀土元素釔O. 1-0. 2%和鋁纖維O. 2_10%。作為優(yōu)選，所述改性助劑由以下重量百分比的物質(zhì)組成抗氧劑O. 1_10%、光穩(wěn)定劑O. 1-10%、分散劑O. 1-80%與偶聯(lián)劑O. 1-80%。在本技術(shù)方案中，抗氧劑選用抗氧劑B225，其由主抗氧劑1010和輔助抗氧劑168復(fù)配而成，能維持原有的熔融指數(shù)，低色污。光穩(wěn)定劑選用783 ;分散劑選用霍尼韋爾A-C 6A，偶聯(lián)劑為鈦酸酯偶聯(lián)劑NDZ311。作為優(yōu)選，所述經(jīng)表面處理的石墨粉的表面處理的具體步驟為將石墨粉含量的1/10-1/2的鋁酸酯與石墨粉攪拌25-35min ;石墨粉的細(xì)度為100-150 μ m。在本技術(shù)方案中，將石墨粉經(jīng)過(guò)表面處理，提高細(xì)度、亮度并降低粘度，增加石墨粉的附著力。作為優(yōu)選,所述招纖維的直徑為25-35 μ m,長(zhǎng)度為2_4mm。作為優(yōu)選，所述尼龍6的粒度為80-100目。一種高導(dǎo)熱的尼龍復(fù)合材料的制備方法，所述制備方法包括以下步驟
a)將尼龍6研磨，得到80-100目的尼龍6粉粒，在氮?dú)夥諊?，將稀土元素釔磨?-4mm的粉粒； b)將步驟a)得到的尼龍6粉粒與稀土元素釔和經(jīng)表面處理的石墨粉、改性助劑在氮?dú)夥諊?，用高速配料攪拌機(jī)攪拌5-20min，然后向高速配料攪拌機(jī)內(nèi)加入鋁纖維，繼續(xù)攪拌2-3min,得到混合物料；
c)將步驟b)制得的混合物料經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)螺桿擠出成型。作為優(yōu)選，步驟c)中，雙螺桿擠出機(jī)的加工溫度為280_295°C，喂料頻率5_20Hz，主機(jī)轉(zhuǎn)速 200-500r/min。作為優(yōu)選，所述尼龍復(fù)合材料由以下重量百分比的原料混合制成尼龍635-89%、經(jīng)表面處理的石墨粉10-60%、改性助劑O. 6_5%、稀土元素釔O. 1-0. 2%和鋁纖維
O.2-10%ο本發(fā)明的有益效果是，本發(fā)明所制得的尼龍復(fù)合材料的導(dǎo)熱系數(shù)大幅提升，同時(shí)拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度亦有提升。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的解釋
實(shí)施例I
一種高導(dǎo)熱的尼龍復(fù)合材料的制備方法，按以下重量百分比配制原料，
權(quán)利要求
1.一種高導(dǎo)熱的尼龍復(fù)合材料，其特征在于，所述尼龍復(fù)合材料由以下重量百分比的原料混合制成尼龍6 35-89%、經(jīng)表面處理的石墨粉10-60%、改性助劑O. 6_5%、稀土元素釔O.1-0. 2% 和鋁纖維 O. 2-10%O
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種高導(dǎo)熱的尼龍復(fù)合材料，其特征在于，所述改性助劑由以下重量百分比的物質(zhì)組成抗氧劑O. 1-10%、光穩(wěn)定劑O. 1-10%、分散劑O. 1-80%與偶聯(lián)劑O.I-80%O
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的一種高導(dǎo)熱的尼龍復(fù)合材料，其特征在于，所述經(jīng)表面處理的石墨粉的表面處理的具體步驟為將石墨粉含量的1/10-1/2的鋁酸酯與石墨粉攪拌 25-35min ;石墨粉的細(xì)度為100-150 μ m。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種高導(dǎo)熱的尼龍復(fù)合材料，其特征在于，所述鋁纖維的直徑為25-35 μ m,長(zhǎng)度為2_4mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或2或4所述一種高導(dǎo)熱的尼龍復(fù)合材料，其特征在于，所述尼龍6的粒度為80-100目。
6.—種如權(quán)利要求I所述的高導(dǎo)熱的尼龍復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括以下步驟 a)將尼龍6研磨，得到80-100目的尼龍6粉粒，在氮?dú)夥諊?，將稀土元素釔磨?-4mm的粉粒； b)將步驟a)得到的尼龍6粉粒與稀土元素釔和經(jīng)表面處理的石墨粉、改性助劑在氮?dú)夥諊?，用高速配料攪拌機(jī)攪拌5-20min，然后向高速配料攪拌機(jī)內(nèi)加入鋁纖維，繼續(xù)攪拌2-3min,得到混合物料； c)將步驟b)制得的混合物料經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)螺桿擠出成型。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種高導(dǎo)熱的尼龍復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，步驟c)中，雙螺桿擠出機(jī)的加工溫度為280-295°C，喂料頻率5-20Hz，主機(jī)轉(zhuǎn)速200_500r/min。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種高導(dǎo)熱的尼龍復(fù)合材料，其特征在于，所述尼龍復(fù)合材料由以下重量百分比的原料混合制成尼龍6 35-89%、經(jīng)表面處理的石墨粉10-60%、改性助劑O. 6-5%、稀土元素釔O. 1-0. 2%和鋁纖維O. 2-10%ο
全文摘要
本發(fā)明涉及一種高導(dǎo)熱的尼龍復(fù)合材料及其制備方法，尼龍復(fù)合材料由以下重量百分比的原料配制而成尼龍635-89%、經(jīng)表面處理的石墨粉10-60%、改性助劑0.6-5%、稀土元素釔0.1-0.2%和鋁纖維0.2-10%；經(jīng)過(guò)研磨、混合、擠出成型制得。本發(fā)明所制得的尼龍復(fù)合材料具有高導(dǎo)熱性能，且拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度亦有提升。
文檔編號(hào)C08K13/06GK102775767SQ201210156510
公開(kāi)日2012年11月14日 申請(qǐng)日期2012年5月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月21日
發(fā)明者黃立波 申請(qǐng)人:寧波泛龍塑料新材料有限公司