本發(fā)明涉及一種尼龍導(dǎo)熱材料及其制備方法，具體涉及一種LED燈用金屬纖維-尼龍導(dǎo)熱復(fù)合材料。
背景技術(shù)：
一般來說，純塑料材料的導(dǎo)熱系數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不及金屬、陶瓷材料，但是它的絕緣性能好。導(dǎo)熱塑料不僅具有金屬和陶瓷的熱傳遞性能，同時(shí)還保留了普通塑料在設(shè)計(jì)、性能和成本方面的優(yōu)點(diǎn)，具有散熱均勻、重量輕、多種基礎(chǔ)樹脂的選擇、成型加工方便、熱膨脹系數(shù)低、成型收縮率低、工作溫度低和提高設(shè)計(jì)自由度特點(diǎn)，廣泛被用于各行各業(yè)中。
目前，導(dǎo)熱塑料最典型的應(yīng)用是在照明領(lǐng)域，主要用于制作需要散熱良好的LED節(jié)能燈的燈杯等，雖然LED節(jié)能燈所消耗的熱量要比普通光源小得多，但因?yàn)長(zhǎng)ED節(jié)能燈結(jié)構(gòu)緊湊、功能強(qiáng)大，如何有效散熱仍然是一個(gè)重要的問題。
中國(guó)專利申請(qǐng)CN102408710A公開了一種高導(dǎo)熱尼龍66復(fù)合材料，其基材全部采用尼龍66，硬度高，加入導(dǎo)熱填料后，材料拉伸性能、彎曲性能變差，而其配方中僅加入偶聯(lián)劑和抗氧劑，使得整個(gè)體系的加工性能差，在生產(chǎn)擠出過程中會(huì)產(chǎn)生斷頭現(xiàn)象，不能適用于工業(yè)化連續(xù)化生產(chǎn)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種LED燈用金屬纖維-尼龍導(dǎo)熱復(fù)合材料及其制備方法。
本發(fā)明通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)上述目的的：
一種LED燈用金屬纖維-尼龍導(dǎo)熱復(fù)合材料，其特征在于，所述的導(dǎo)熱復(fù)合材料由下列重量份的原料制成：尼龍6 200份、95%氧化鋁陶瓷纖維10-15份、納米級(jí)導(dǎo)熱金屬纖維15-20份、碳纖維20-30份、丙酮50-60份、60-70%硝酸80-100份、硅烷偶聯(lián)劑A-171 3-4份份、1-3%醋酸水溶液70-80份、1,6-己二異氰酸酯15-20份、（甲基）丙烯酸羥丙酯20-25份、催化劑0.4-1份、酞菁2-3份、阻聚劑0.4-2份、四氫呋喃150-170份、甲苯80-100份、去離子水適量。
一種LED燈用金屬纖維-尼龍導(dǎo)熱復(fù)合材料，其特征在于，所述的導(dǎo)熱復(fù)合材料由如下步驟制得：
（1）碳纖維的表面改性
將碳纖維置于丙酮溶液中浸泡10-12h，過濾，去離子水洗滌2-3次，100-120℃鼓風(fēng)干燥機(jī)中干燥3-4h；用60-70%硝酸回流氧化碳纖維5-7h，過濾，去離子水洗滌至PH為6-7，于100-120℃鼓風(fēng)干燥機(jī)中干燥至恒重；將硝酸氧化的碳纖維置于1-3%醋酸水溶液中，加入硅烷偶聯(lián)劑A-171，超聲2-3h，得到表面改性的碳纖維。
（2）高聚物包覆金屬纖維的制備
將氧化鋁陶瓷纖維、納米級(jí)導(dǎo)熱金屬纖維、酞菁超聲分散在四氫呋喃和甲苯中，再加入1,6-己二異氰酸酯、催化劑、阻聚劑混合均勻；在30-40℃下，緩慢滴加（甲基）丙烯酸羥丙酯；升高溫度至50-60℃，反應(yīng)5-8h，得到高聚物包覆金屬纖維；
（3）尼龍導(dǎo)熱復(fù)合材料的制備
將尼龍6置于80-85℃的鼓風(fēng)干燥機(jī)中干燥8-10h，與表面改性的碳纖維、高聚物包覆金屬纖維一起加入高混機(jī)中高速攪拌40-50min，待混合均勻后將其加入雙螺桿擠出機(jī)中熔融擠出，拉條冷卻造粒。
一種LED燈用金屬纖維-尼龍導(dǎo)熱復(fù)合材料，其特征在于，所述催化劑可以選自二月桂酸二丁基錫、馬來酸二丁基錫、馬來酸單丁酯二丁基錫、辛酸亞錫中的一種或多種復(fù)配。
一種LED燈用金屬纖維-尼龍導(dǎo)熱復(fù)合材料，其特征在于，所述阻聚劑可以選自對(duì)羥基苯甲醚，對(duì)苯二酚，2,6-二叔丁基對(duì)甲酚中的一種或多種復(fù)配。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：
本發(fā)明在表面張力低、壓縮性高、氣體滲透性高、使用壽命長(zhǎng)、無干裂硬化、導(dǎo)熱效果良好的尼龍6中，導(dǎo)入導(dǎo)熱、力學(xué)、化學(xué)穩(wěn)定等性能優(yōu)異的碳纖維、納米級(jí)導(dǎo)熱金屬纖維和95%氧化鋁陶瓷纖維等填充材料；對(duì)碳纖維進(jìn)行表面改性，酞菁與金屬纖維絡(luò)合，再用高聚物包覆氧化鋁陶瓷纖維和金屬纖維，增加了碳纖維、氧化鋁陶瓷纖維、金屬纖維和尼龍6的相容性，有利于碳纖維、氧化鋁陶瓷纖維、金屬纖維在尼龍6中的分散；制備的導(dǎo)熱復(fù)合材料老化性能優(yōu)良，性能穩(wěn)定，耐熱性好、導(dǎo)熱性良好，特別適用于LED燈具中。
具體實(shí)施方式
本實(shí)施例的LED燈用金屬纖維-尼龍導(dǎo)熱復(fù)合材料，由下列重量份的原料制成：尼龍6 200份、95%氧化鋁陶瓷纖維15份、納米級(jí)導(dǎo)熱金屬纖維20份、碳纖維20份、丙酮60份、60%硝酸100份、硅烷偶聯(lián)劑A-171 4份份、3%醋酸水溶液80份、1,6-己二異氰酸酯20份、（甲基）丙烯酸羥丙酯25份、催化劑0.8份、酞菁3份、阻聚劑1份、四氫呋喃170份、甲苯100份、去離子水適量。
本實(shí)施例的LED燈用金屬纖維-尼龍導(dǎo)熱復(fù)合材料，由如下步驟制得：
（1）碳纖維的表面改性
將碳纖維置于丙酮溶液中浸泡12h，過濾，去離子水洗滌3次，100℃鼓風(fēng)干燥機(jī)中干燥4h；用60%硝酸回流氧化碳纖維5h，過濾，去離子水洗滌至PH為6，于100℃鼓風(fēng)干燥機(jī)中干燥至恒重；將硝酸氧化的碳纖維置于3%醋酸水溶液中，加入硅烷偶聯(lián)劑A-171，超聲2h，得到表面改性的碳纖維。
（2）高聚物包覆金屬纖維的制備
將氧化鋁陶瓷纖維、納米級(jí)導(dǎo)熱金屬纖維、酞菁超聲分散在四氫呋喃和甲苯中，再加入1,6-己二異氰酸酯、催化劑、阻聚劑混合均勻；在40℃下，緩慢滴加（甲基）丙烯酸羥丙酯；升高溫度至60℃，反應(yīng)8h，得到高聚物包覆金屬纖維；
（3）尼龍導(dǎo)熱復(fù)合材料的制備
將尼龍6置于85℃的鼓風(fēng)干燥機(jī)中干燥10h，與表面改性的碳纖維、高聚物包覆金屬纖維一起加入高混機(jī)中高速攪拌50min，待混合均勻后將其加入雙螺桿擠出機(jī)中熔融擠出，拉條冷卻造粒。
經(jīng)測(cè)試，本發(fā)明的LED燈用金屬纖維-尼龍導(dǎo)熱復(fù)合材料導(dǎo)熱系數(shù)大于3W/（m*K），吸水率（23℃，24h）小于0.10%，拉伸強(qiáng)度大于40MPa，彎曲強(qiáng)度大于60MPa。