本發(fā)明涉及材料領(lǐng)域，特別是涉及一種高導(dǎo)熱絕緣聚酰胺6T復(fù)合材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
隨著電路板大規(guī)模集成化和微封裝技術(shù)的迅猛發(fā)展，電子元器件體積不斷縮小，組裝密度越來越高，而功率在不斷增大，隨之發(fā)熱量也增大。因此，散熱成為電子工業(yè)中一個(gè)重要問題。具有優(yōu)良導(dǎo)熱性能的金屬、陶瓷及碳材料，由于電絕緣性、加工成型性能較差，成本較高，難以適應(yīng)現(xiàn)在技術(shù)發(fā)展的需要。高分子材料有質(zhì)輕、絕緣、耐腐蝕、加工性能優(yōu)良、設(shè)計(jì)自由度大的優(yōu)點(diǎn)，但導(dǎo)熱性能較差。以高分子材料為基體，填充導(dǎo)熱粉體，通過高分子材料傳統(tǒng)成型方法，可獲得導(dǎo)熱絕緣復(fù)合材料。同時(shí)，該導(dǎo)熱絕緣復(fù)合材料還具有耐腐蝕性和較好的力學(xué)性能，可以用于工業(yè)廢水處理和化工生產(chǎn)中的熱交換器材料以及大功率的LED燈的散熱燈杯等應(yīng)用領(lǐng)域。
耐高溫聚酰胺通常是由脂肪族的二胺與芳香族的二酸，或者芳香族的二胺與脂肪族的二酸經(jīng)縮聚制備而得。由于在分子主鏈上引入了苯環(huán)，耐高溫聚酰胺不僅保持了脂肪族聚酰胺具有的力學(xué)性能好、耐酸堿和自潤滑性等優(yōu)點(diǎn)，還克服其吸水率高、尺寸穩(wěn)定性不佳的缺點(diǎn)，其主要應(yīng)用于電子電氣、LED、汽車等行業(yè)。然而，耐高溫聚酰胺的熱導(dǎo)率較小，從而限制了其在一些領(lǐng)域中的應(yīng)用，如連接器、電機(jī)、變壓器、螺線管、纏繞線圈系統(tǒng)、LED照明散熱等應(yīng)用領(lǐng)域。
針對上述的問題，目前現(xiàn)有技術(shù)中對提高聚酰胺的導(dǎo)熱性能做了一些研究，例如中國專利CN 102070899A公開了一種絕緣導(dǎo)熱聚酰胺復(fù)合材料，由聚酰胺(PA)樹脂、聚苯硫醚(PPS)樹脂、導(dǎo)熱填料、玻璃纖維、偶聯(lián)劑、抗氧劑、加工助劑制備而成；中國專利CN 105462241A公開了一種改善聚酰胺PA6材料導(dǎo)熱性能的材料及其制備方法；中國專利CN 105462252A公開了一種短纖增強(qiáng)導(dǎo)熱絕緣尼龍46復(fù)合材料的技術(shù)方案以及制備方法；中國專利CN 105504793A公開了一種無鹵阻燃高導(dǎo)熱絕緣材料及其制備方法，所述材料由尼龍6樹脂、改性氧化鋁、氧化鋅、氫氧化鎂、增韌劑、無鹵阻燃劑、硬脂酸鋅、抗氧劑和偶聯(lián)劑制成。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，目的是提供一種具有高導(dǎo)熱系數(shù)、高拉伸強(qiáng)度、高流動性、低吸水率和絕緣性能好的高導(dǎo)熱絕緣聚酰胺6T復(fù)合材料，可應(yīng)用于電子電氣、LED、汽車等行業(yè)領(lǐng)域。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下方案：
一種高導(dǎo)熱絕緣聚酰胺6T復(fù)合材料，該復(fù)合材料由以下重量份的原料制備而成：
所述聚酰胺6T/11樹脂的特性黏度為0.7～1.0dL/g。
所述脂肪族聚酰胺樹脂為聚己二酰丁二胺樹脂(PA46)、聚己二酰己二胺樹脂(PA66)中的至少一種。
所述偶聯(lián)劑為γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三乙氧基硅烷、N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷、苯胺甲基三乙氧基硅烷中的至少一種。
在其中一些實(shí)施例中，所述高導(dǎo)熱絕緣聚酰胺6T復(fù)合材料，由以下重量份的原料制備而成：
在其中一些實(shí)施例中，所述高導(dǎo)熱絕緣聚酰胺6T復(fù)合材料，進(jìn)一步優(yōu)選由以下重量份的原料制備而成：
在其中一些實(shí)施例中，所述聚酰胺6T/11樹脂的特性黏度為0.75～0.95dL/g；所述脂肪族聚酰胺樹脂為聚己二酰己二胺樹脂(PA66)，其特性粘度為1.22～1.84dL/g。
在其中一些實(shí)施例中，所述偶聯(lián)劑為γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷中的至少一種；所述氮化硼的形狀為片狀，粒徑為5～150μm；所述氧化鋁的粒徑為5～60μm；所述碳化硅的形狀為晶須狀，晶須直徑為0.05～2.5μm，長徑比≥20。
在其中一些實(shí)施例中，所述聚酰胺6T/11樹脂由單體1和聚酯酰胺共聚而成，所述單體1為摩爾比為1：1：0.45～0.55的己二胺、對苯二甲酸、11-氨基十一酸，所述聚酯酰胺加入量為所述單體1總重量的1～8％。
在其中一些實(shí)施例中，所述聚酰胺6T/11樹脂由以下合成方法制得：
(1)將真空干燥后的所述單體1加入到攪拌式聚合反應(yīng)器中，同時(shí)加入所述聚酯酰胺，以及分子量調(diào)節(jié)劑、抗氧劑、水；然后抽真空4～6min，通氮?dú)?～6min，如此循環(huán)5～7次，使反應(yīng)物存在于氮?dú)獗Ｗo(hù)下的環(huán)境中，控制所述攪拌式聚合反應(yīng)器內(nèi)系統(tǒng)壓力為0.2～0.3MPa；
(2)在2～4小時(shí)內(nèi)將所述攪拌式聚合反應(yīng)器密閉勻速加熱至272～280℃，調(diào)節(jié)所述攪拌式聚合反應(yīng)器的攪拌速度為30～50r/min，其中，當(dāng)所述攪拌式聚合反應(yīng)器溫度達(dá)到215℃時(shí)，放氣至2.0MPa，并維持壓力在2.0MPa，反應(yīng)1～2小時(shí)后，放氣至常壓，同時(shí)升溫至310～320℃下繼續(xù)反應(yīng)1～2小時(shí)后，恒溫持續(xù)抽真空0.3～1小時(shí)后，得到所述聚酰胺6T/11樹脂；
所述分子量調(diào)節(jié)劑是加入量為所述單體1總重量的0.1～3％的苯甲酸；所述抗氧劑是加入量為所述單體1總重量的0.1～0.3％的N,N'-二(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-1,3-苯二酰胺；水適量。
本發(fā)明的另一目的是提供高導(dǎo)熱絕緣聚酰胺6T復(fù)合材料的制備方法。
上述高導(dǎo)熱絕緣聚酰胺6T復(fù)合材料的制備方法，具體的技術(shù)方案，包括以下步驟：
(1)將所述聚酰胺6T/11樹脂和脂肪族聚酰胺樹脂置于80～100℃的條件下干燥4～12小時(shí)后，冷卻，將冷卻后的聚酰胺6T/11樹脂、脂肪族聚酰胺樹脂，以及所述甲苯二異氰酸酯、2,2'-(1,3-亞苯基)-二惡唑啉、N,N'-雙(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-1,3-苯二甲酰胺和雙(2,6-二叔丁基-4-甲基苯基)季戊四醇二磷酸酯加入到高速攪拌機(jī)中進(jìn)行混合；
(2)將所述偶聯(lián)劑、氮化硼、氧化鋁和碳化硅加入到另一臺高速攪拌機(jī)中進(jìn)行混合；
(3)將步驟(1)混合好的混合料經(jīng)喂料器加入平行雙螺桿擠出機(jī)中，并在平行雙螺桿擠出機(jī)(共八區(qū))的側(cè)向(例如第四區(qū))加入步驟(2)混合好的混合物進(jìn)行熔融擠出，造粒，工藝參數(shù)如下：一區(qū)溫度為260～290℃，二區(qū)溫度為290～305℃，三區(qū)溫度為295～310℃，四區(qū)溫度為300～310℃，五區(qū)溫度為300～310℃，六區(qū)溫度為300～310℃，七區(qū)溫度為300～310℃，八區(qū)溫度為300～310℃，模頭溫度為295～305℃，螺桿轉(zhuǎn)速為200～600rpm。
在其中一些實(shí)施例中，所述步驟(1)中將所述聚酰胺6T/11樹脂和脂肪族聚酰胺樹脂置于90℃的條件下干燥4～6小時(shí)；所述步驟(3)中的工藝參數(shù)為：一區(qū)溫度為260～285℃，二區(qū)溫度為290～300℃，三區(qū)溫度為295～305℃，四區(qū)溫度為300～305℃，五區(qū)溫度為300～305℃，六區(qū)溫度為300～305℃，七區(qū)溫度為300～305℃，八區(qū)溫度為300～305℃，模頭溫度為295～300℃，螺桿轉(zhuǎn)速為200～400rpm。
在其中一些實(shí)施例中，所述平行雙螺桿擠出機(jī)的螺桿形狀為單線螺紋；螺桿長度L和直徑D之比L/D為35～50；所述螺桿上設(shè)有1個(gè)以上(含1個(gè))的嚙合塊區(qū)和1個(gè)以上(含1個(gè))的反螺紋區(qū)。
在其中一些實(shí)施例中，所述螺桿長度L和直徑D之比L/D為35～45；所述螺桿上設(shè)有2個(gè)嚙合塊區(qū)和1個(gè)反螺紋區(qū)。
在其中一些實(shí)施例中，所述聚酰胺6T/11樹脂由單體1和聚酯酰胺共聚而成，所述單體1為摩爾比為1：1：0.45～0.55的己二胺、對苯二甲酸、11-氨基十一酸，所述聚酯酰胺加入量為所述單體1總重量的1～8％。
在其中一些實(shí)施例中，所述聚酰胺6T/11樹脂由以下合成方法制得：
(1)將真空干燥后的所述單體1加入到攪拌式聚合反應(yīng)器中，同時(shí)加入所述聚酯酰胺，以及分子量調(diào)節(jié)劑、抗氧劑、水；然后抽真空4～6min，通氮?dú)?～6min，如此循環(huán)5～7次，使反應(yīng)物存在于氮?dú)獗Ｗo(hù)下的環(huán)境中，控制所述攪拌式聚合反應(yīng)器內(nèi)系統(tǒng)壓力為0.2～0.3MPa；
(2)在2～4小時(shí)內(nèi)將所述攪拌式聚合反應(yīng)器密閉勻速加熱至272～280℃，調(diào)節(jié)所述攪拌式聚合反應(yīng)器的攪拌速度為30～50r/min，其中，當(dāng)所述攪拌式聚合反應(yīng)器溫度達(dá)到215℃時(shí)，放氣至2.0MPa，并維持壓力在2.0MPa，反應(yīng)1～2小時(shí)后，放氣至常壓，同時(shí)升溫至310～320℃下繼續(xù)反應(yīng)1～2小時(shí)后，恒溫持續(xù)抽真空0.3～1小時(shí)后，得到所述聚酰胺6T/11樹脂；
所述分子量調(diào)節(jié)劑是加入量為所述單體1總重量的0.1～3％的苯甲酸；所述抗氧劑是加入量為所述單體1總重量的0.1～0.3％的N,N'-二(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-1,3-苯二酰胺；水適量。
本發(fā)明的原理如下：
為了解決目前聚酰胺6T/11樹脂的熱導(dǎo)率較小以及加工溫度范圍過窄和加工性能不佳的缺陷，本發(fā)明采用復(fù)配的導(dǎo)熱劑氮化硼、氧化鋁和碳化硅來提高聚酰胺6T/11樹脂的導(dǎo)熱性能，同時(shí)通過脂肪族聚酰胺樹脂來改善聚酰胺6T/11樹脂的加工性能，這是因?yàn)橹咀寰埘０窐渲邆漭^佳的流動性能，以及聚酰胺6T/11樹脂具備較佳的力學(xué)性能。而且，脂肪族聚酰胺樹脂和聚酰胺6T/11樹脂的端基可以分別與甲苯二異氰酸酯的異氰酸酯基團(tuán)、2,2'-(1,3-亞苯基)-二惡唑啉的惡唑啉基團(tuán)發(fā)生反應(yīng)，提高這兩種聚酰胺樹脂的相容性。并且，甲苯二異氰酸酯的異氰酸酯基團(tuán)、2,2'-(1,3-亞苯基)-二惡唑啉的惡唑啉基團(tuán)也可以和氮化硼、氧化鋁、碳化硅上的偶聯(lián)劑進(jìn)行反應(yīng)，從而提高氮化硼、氧化鋁、碳化硅與上述兩種聚酰胺樹脂的界面結(jié)合力和相容性，降低它們對聚酰胺復(fù)合材料力學(xué)性能的影響。
本發(fā)明采用的偶聯(lián)劑，優(yōu)選為γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷，均含有氨基，上述助劑均可以和上述兩種聚酰胺樹脂的端基發(fā)生反應(yīng)，從而進(jìn)一步提高氮化硼、氧化鋁、碳化硅與上述兩種聚酰胺樹脂的界面結(jié)合力和相容性，降低它們對聚酰胺復(fù)合材料力學(xué)性能的影響。
本發(fā)明通過復(fù)配使用氮化硼、氧化鋁、碳化硅來提高聚酰胺6T/11樹脂的導(dǎo)熱性能，其協(xié)同作用明顯。其中，片狀的氮化硼硬度低、質(zhì)軟，在共混過程中容易發(fā)生變形而互相接觸，從而形成相互搭接的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，創(chuàng)造更多的聲子傳播途徑，改善聚酰胺復(fù)合材料的導(dǎo)熱性能；氧化鋁具有硬度高、高溫強(qiáng)度大、抗氧化性能好的特點(diǎn)，并且價(jià)格低廉，可以有效提高聚酰胺復(fù)合材料的導(dǎo)熱性能；晶須狀的碳化硅長徑比大、熱導(dǎo)率高、絕緣性能好，能很好地起到橋接作用，少量填加有利于形成導(dǎo)熱網(wǎng)絡(luò)。
N,N'-雙(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-1,3-苯二甲酰胺的熔點(diǎn)為272℃、沸點(diǎn)大于360℃，在聚酰胺樹脂復(fù)合材料共混過程中的熱穩(wěn)定性較好，其酰胺基團(tuán)可以與上述兩種聚酰胺樹脂的端基反應(yīng)來提高相容性，受阻哌啶基可以提供抗氧化作用和提高共聚物的染色性。
雙(2,6-二叔丁基-4-甲基苯基)季戊四醇二磷酸酯的熔點(diǎn)為239℃、熱分解溫度超過350℃，具有良好的耐熱性和抗水解性，可以為聚酰胺樹脂復(fù)合材料共混過程中提供優(yōu)越的顏色穩(wěn)定性和熔融穩(wěn)定性，同時(shí)可防止上述兩種聚酰胺樹脂在高溫過程中的熱降解，并抑制了由于長時(shí)間而引起的熱氧變色，其還提供了于氮氧化物(NOx)氣體的環(huán)境下的顏色穩(wěn)定性，防止氣薰變色。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：
本發(fā)明針對目前聚酰胺6T/11樹脂的熱導(dǎo)率較小以及加工溫度范圍過窄和加工性能不佳的問題，通過復(fù)配采用氮化硼、氧化鋁、碳化硅來提高聚酰胺6T/11樹脂的導(dǎo)熱性能，以及采用脂肪族聚酰胺樹脂來改善聚酰胺6T/11樹脂的加工性能，同時(shí)采用甲苯二異氰酸酯和2,2'-(1,3-亞苯基)-二惡唑啉來作為這兩種聚酰胺樹脂之間的相容劑，以及作為上述兩種聚酰胺樹脂與附著有偶聯(lián)劑的氮化硼、氧化鋁、碳化硅之間的相容劑，并且復(fù)配使用N,N'-雙(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-1,3-苯二甲酰胺和雙(2,6-二叔丁基-4-甲基苯基)季戊四醇二磷酸酯來處理共混過程中的黃變問題，所制備得到的高導(dǎo)熱絕緣聚酰胺6T復(fù)合材料具有高導(dǎo)熱系數(shù)、高拉伸強(qiáng)度、高流動性、低吸水率和絕緣性能好的特點(diǎn)，可應(yīng)用于電子電氣、LED、汽車等行業(yè)領(lǐng)域。
附圖說明
圖1所示為本發(fā)明高導(dǎo)熱絕緣聚酰胺6T復(fù)合材料的制備工藝流程圖。
具體實(shí)施方式
為能進(jìn)一步了解本發(fā)明的特征、技術(shù)手段以及所達(dá)到的具體目的、功能，解析本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)與精神，藉由以下實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步的闡述。
本發(fā)明高導(dǎo)熱絕緣聚酰胺6T復(fù)合材料的反應(yīng)機(jī)理如下(制備工藝流程圖請見圖1)：
反應(yīng)機(jī)理
由上述反應(yīng)式可知，脂肪族聚酰胺樹脂及聚酰胺6T/11樹脂的端氨基可以和甲苯二異氰酸酯的異氰酸酯基團(tuán)發(fā)生反應(yīng)，脂肪族聚酰胺樹脂及聚酰胺6T/11樹脂的端氨基、端羧基可以和2,2'-(1,3-亞苯基)-二惡唑啉的惡唑啉基團(tuán)發(fā)生反應(yīng)，從而可以增加這兩種聚酰胺樹脂之間的相容性。
本發(fā)明實(shí)施例所使用的原料如下：
聚酰胺6T/11樹脂(PA6T/11)，自制，原料中的己二胺選自無錫殷達(dá)尼龍有限公司，對苯二甲酸選自北京燕山石油化工公司，11-氨基十一酸選自太原中聯(lián)澤農(nóng)化工有限公司，其余助劑選自國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；
聚己二酰己二胺樹脂(PA66)，選自神馬實(shí)業(yè)股份有限公司，其特性粘度分別為1.22dL/g、1.66dL/g、1.84dL/g；
甲苯二異氰酸酯，選自國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；
2,2'-(1,3-亞苯基)-二惡唑啉，選自國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；
偶聯(lián)劑(γ-氨丙基三乙氧基硅烷)，選自湖北武大有機(jī)硅新材料股份有限公司；
偶聯(lián)劑(γ-氨丙基三甲氧基硅烷)，選自浙江沸點(diǎn)化工有限公司；
氮化硼，片狀，粒徑為5～150μm，選自山東淄博沛達(dá)特種陶瓷有限公司；
氧化鋁，粒徑為5～60μm，選自淄博諾達(dá)化工有限公司；
碳化硅，晶須狀，晶須直徑為0.05～2.5μm，長徑比≥20，選自徐州捷創(chuàng)新材料科技有限公司；
N,N'-雙(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-1,3-苯二甲酰胺，選自如東金康泰化學(xué)有限公司；
雙(2,6-二叔丁基-4-甲基苯基)季戊四醇二磷酸酯，選自上海點(diǎn)耀精細(xì)化工有限公司。
以下結(jié)合具體實(shí)施例來詳細(xì)說明本發(fā)明。
以下實(shí)施例中的聚酰胺6T/11樹脂由單體1和聚酯酰胺共聚而成，所述單體1為摩爾比為1：1：0.45～0.55的己二胺、對苯二甲酸、11-氨基十一酸，所述聚酯酰胺加入量為所述單體1總重量的1～8％，上述聚酰胺6T/11樹脂具有如下式I結(jié)構(gòu)：
式I中，a＝10～200，b＝10～200，c＝10～100，R為聚酯酰胺，其具有如下式II結(jié)構(gòu)：
式II中，x＝10～200，y＝10～200，z＝10～100。
聚酰胺6T/11樹脂的合成方法如下：
(1)將真空干燥后的所述單體1加入到攪拌式聚合反應(yīng)器中，同時(shí)加入所述聚酯酰胺，以及分子量調(diào)節(jié)劑、抗氧劑、水；然后抽真空4～6min，通氮?dú)?～6min，如此循環(huán)5～7次，使反應(yīng)物存在于氮?dú)獗Ｗo(hù)下的環(huán)境中，控制所述攪拌式聚合反應(yīng)器內(nèi)系統(tǒng)壓力為0.2～0.3MPa；
(2)在2～4小時(shí)內(nèi)將所述攪拌式聚合反應(yīng)器密閉勻速加熱至272～280℃，調(diào)節(jié)所述攪拌式聚合反應(yīng)器的攪拌速度為30～50r/min，其中，當(dāng)所述攪拌式聚合反應(yīng)器溫度達(dá)到215℃時(shí)，放氣至2.0MPa，并維持壓力在2.0MPa，反應(yīng)1～2小時(shí)后，放氣至常壓，同時(shí)升溫至310～320℃下繼續(xù)反應(yīng)1～2小時(shí)后，恒溫持續(xù)抽真空0.3～1小時(shí)后，得到所述聚酰胺6T/11樹脂；
所述分子量調(diào)節(jié)劑是加入量為所述單體1總重量的0.1～3％的苯甲酸；所述抗氧劑是加入量為所述單體1總重量的0.1～0.3％的N,N'-二(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-1,3-苯二酰胺；水適量。
實(shí)施例1
本實(shí)施例中所使用的聚酰胺6T/11樹脂的原料構(gòu)成以及合成步驟如下：
(1)將真空干燥后的單體1：1mol己二胺、1mol對苯二甲酸、0.5mol 11-氨基十一酸加入到攪拌式聚合反應(yīng)器中，同時(shí)加入單體1總重量的4％的聚酯酰胺、1.5％的苯甲酸、0.2％的N,N'-二(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-1,3-苯二酰胺、加入100mL水作為傳質(zhì)傳熱的介質(zhì)；然后抽真空5min，通氮?dú)?min，如此循環(huán)6次，使反應(yīng)物存在于氮?dú)獗Ｗo(hù)下的環(huán)境中，控制攪拌式聚合反應(yīng)器內(nèi)系統(tǒng)壓力為0.3MPa；
(2)在3小時(shí)內(nèi)將攪拌式聚合反應(yīng)器密閉勻速加熱至275℃，調(diào)節(jié)攪拌式聚合反應(yīng)器的攪拌速度為40r/min，其中，當(dāng)攪拌式聚合反應(yīng)器溫度達(dá)到215℃時(shí)，放氣至2.0MPa，并維持壓力在2.0MPa，反應(yīng)1.5小時(shí)后，放氣至常壓，同時(shí)升溫至315℃下繼續(xù)反應(yīng)1.5小時(shí)后，恒溫持續(xù)抽真空0.5小時(shí)后，得到所述聚酰胺6T/11樹脂；
上述制備得到的聚酰胺6T/11樹脂的特性黏度為0.86dL/g、熔融溫度為299℃。
本實(shí)施例一種高導(dǎo)熱絕緣聚酰胺6T復(fù)合材料，由如下重量份的原料制備而成：
上述高導(dǎo)熱絕緣聚酰胺6T復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟：
(1)將聚酰胺6T/11樹脂和聚己二酰己二胺樹脂置于90℃的條件下干燥5小時(shí)后，冷卻，將冷卻后的聚酰胺6T/11樹脂、聚己二酰己二胺樹脂，以及甲苯二異氰酸酯、2,2'-(1,3-亞苯基)-二惡唑啉、N,N'-雙(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-1,3-苯二甲酰胺和雙(2,6-二叔丁基-4-甲基苯基)季戊四醇二磷酸酯加入到高速攪拌機(jī)中進(jìn)行混合；
(2)將偶聯(lián)劑(γ-氨丙基三甲氧基硅烷)、氮化硼、氧化鋁和碳化硅加入到另一臺高速攪拌機(jī)中進(jìn)行混合；
(3)將步驟(1)混合好的混合料經(jīng)喂料器加入平行雙螺桿擠出機(jī)中，并在平行雙螺桿擠出機(jī)(共八區(qū))的側(cè)向(第四區(qū))加入步驟(2)混合好的混合物進(jìn)行熔融擠出，造粒，工藝參數(shù)如下：一區(qū)溫度為290℃，二區(qū)溫度為305℃，三區(qū)溫度為310℃，四區(qū)溫度為310℃，五區(qū)溫度為310℃，六區(qū)溫度為310℃，七區(qū)溫度為310℃，八區(qū)溫度為310℃，模頭溫度為305℃，螺桿轉(zhuǎn)速為600rpm。
所述平行雙螺桿擠出機(jī)的螺桿形狀為單線螺紋，螺桿長度L和直徑D之比L/D為35，所述螺桿上設(shè)有2個(gè)嚙合塊區(qū)和1個(gè)反螺紋區(qū)。
實(shí)施例2
本實(shí)施例中所使用的聚酰胺6T/11樹脂的原料構(gòu)成以及合成步驟同實(shí)施例1。
本實(shí)施例一種高導(dǎo)熱絕緣聚酰胺6T復(fù)合材料，由如下重量份的原料制備而成：
上述高導(dǎo)熱絕緣聚酰胺6T復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟：
(1)將聚酰胺6T/11樹脂和聚己二酰己二胺樹脂置于90℃的條件下干燥5小時(shí)后，冷卻，將冷卻后的聚酰胺6T/11樹脂、聚己二酰己二胺樹脂，以及甲苯二異氰酸酯、2,2'-(1,3-亞苯基)-二惡唑啉、N,N'-雙(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-1,3-苯二甲酰胺和雙(2,6-二叔丁基-4-甲基苯基)季戊四醇二磷酸酯加入到高速攪拌機(jī)中進(jìn)行混合；
(2)將偶聯(lián)劑(γ-氨丙基三乙氧基硅烷)、氮化硼、氧化鋁和碳化硅加入到另一臺高速攪拌機(jī)中進(jìn)行混合；
(3)將步驟(1)混合好的混合料經(jīng)喂料器加入平行雙螺桿擠出機(jī)中，并在平行雙螺桿擠出機(jī)(共八區(qū))的側(cè)向(第四區(qū))加入步驟(2)混合好的混合物進(jìn)行熔融擠出，造粒，工藝參數(shù)如下：一區(qū)溫度為260℃，二區(qū)溫度為290℃，三區(qū)溫度為295℃，四區(qū)溫度為300℃，五區(qū)溫度為300℃，六區(qū)溫度為300℃，七區(qū)溫度為300℃，八區(qū)溫度為300℃，模頭溫度為295℃，螺桿轉(zhuǎn)速為200rpm。
所述平行雙螺桿擠出機(jī)的螺桿形狀為單線螺紋，螺桿長度L和直徑D之比L/D為50，所述螺桿上設(shè)有2個(gè)嚙合塊區(qū)和1個(gè)反螺紋區(qū)。
實(shí)施例3
本實(shí)施例中所使用的聚酰胺6T/11樹脂的原料構(gòu)成以及合成步驟同實(shí)施例1。
本實(shí)施例一種高導(dǎo)熱絕緣聚酰胺6T復(fù)合材料，由如下重量份的原料制備而成：
上述高導(dǎo)熱絕緣聚酰胺6T復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟：
(1)將聚酰胺6T/11樹脂和聚己二酰己二胺樹脂置于90℃的條件下干燥5小時(shí)后，冷卻，將冷卻后的聚酰胺6T/11樹脂、聚己二酰己二胺樹脂，以及甲苯二異氰酸酯、2,2'-(1,3-亞苯基)-二惡唑啉、N,N'-雙(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-1,3-苯二甲酰胺和雙(2,6-二叔丁基-4-甲基苯基)季戊四醇二磷酸酯加入到高速攪拌機(jī)中進(jìn)行混合；
(2)將偶聯(lián)劑(γ-氨丙基三乙氧基硅烷)、氮化硼、氧化鋁和碳化硅加入到另一臺高速攪拌機(jī)中進(jìn)行混合；
(3)將步驟(1)混合好的混合料經(jīng)喂料器加入平行雙螺桿擠出機(jī)中，并在平行雙螺桿擠出機(jī)(共八區(qū))的側(cè)向(第四區(qū))加入步驟(2)混合好的混合物進(jìn)行熔融擠出，造粒，工藝參數(shù)如下：一區(qū)溫度為285℃，二區(qū)溫度為300℃，三區(qū)溫度為305℃，四區(qū)溫度為305℃，五區(qū)溫度為305℃，六區(qū)溫度為305℃，七區(qū)溫度為305℃，八區(qū)溫度為305℃，模頭溫度為300℃，螺桿轉(zhuǎn)速為400rpm。
所述平行雙螺桿擠出機(jī)的螺桿形狀為單線螺紋，螺桿長度L和直徑D之比L/D為45，所述螺桿上設(shè)有2個(gè)嚙合塊區(qū)和1個(gè)反螺紋區(qū)。
實(shí)施例4
本實(shí)施例中所使用的聚酰胺6T/11樹脂的原料構(gòu)成以及合成步驟同實(shí)施例1。
本實(shí)施例一種高導(dǎo)熱絕緣聚酰胺6T復(fù)合材料，由如下重量份的原料制備而成：
上述高導(dǎo)熱絕緣聚酰胺6T復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟：
(1)將聚酰胺6T/11樹脂和聚己二酰己二胺樹脂置于90℃的條件下干燥5小時(shí)后，冷卻，將冷卻后的聚酰胺6T/11樹脂、聚己二酰己二胺樹脂，以及甲苯二異氰酸酯、2,2'-(1,3-亞苯基)-二惡唑啉、N,N'-雙(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-1,3-苯二甲酰胺和雙(2,6-二叔丁基-4-甲基苯基)季戊四醇二磷酸酯加入到高速攪拌機(jī)中進(jìn)行混合；
(2)將偶聯(lián)劑(γ-氨丙基三乙氧基硅烷)、氮化硼、氧化鋁和碳化硅加入到另一臺高速攪拌機(jī)中進(jìn)行混合；
(3)將步驟(1)混合好的混合料經(jīng)喂料器加入平行雙螺桿擠出機(jī)中，并在平行雙螺桿擠出機(jī)(共八區(qū))的側(cè)向(第四區(qū))加入步驟(2)混合好的混合物進(jìn)行熔融擠出，造粒，工藝參數(shù)如下：一區(qū)溫度為280℃，二區(qū)溫度為295℃，三區(qū)溫度為300℃，四區(qū)溫度為305℃，五區(qū)溫度為305℃，六區(qū)溫度為305℃，七區(qū)溫度為300℃，八區(qū)溫度為300℃，模頭溫度為300℃，螺桿轉(zhuǎn)速為300rpm。
所述平行雙螺桿擠出機(jī)的螺桿形狀為單線螺紋，螺桿長度L和直徑D之比L/D為40，所述螺桿上設(shè)有2個(gè)嚙合塊區(qū)和1個(gè)反螺紋區(qū)。
實(shí)施例5
本實(shí)施例中所使用的聚酰胺6T/11樹脂的原料構(gòu)成以及合成步驟同實(shí)施例1。
本實(shí)施例一種高導(dǎo)熱絕緣聚酰胺6T復(fù)合材料，由如下重量份的原料制備而成：
上述高導(dǎo)熱絕緣聚酰胺6T復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟：
(1)將聚酰胺6T/11樹脂和聚己二酰己二胺樹脂置于90℃的條件下干燥5小時(shí)后，冷卻，將冷卻后的聚酰胺6T/11樹脂、聚己二酰己二胺樹脂，以及甲苯二異氰酸酯、2,2'-(1,3-亞苯基)-二惡唑啉、N,N'-雙(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-1,3-苯二甲酰胺和雙(2,6-二叔丁基-4-甲基苯基)季戊四醇二磷酸酯加入到高速攪拌機(jī)中進(jìn)行混合；
(2)將偶聯(lián)劑(γ-氨丙基三乙氧基硅烷)、氮化硼、氧化鋁和碳化硅加入到另一臺高速攪拌機(jī)中進(jìn)行混合；
(3)將步驟(1)混合好的混合料經(jīng)喂料器加入平行雙螺桿擠出機(jī)中，并在平行雙螺桿擠出機(jī)(共八區(qū))的側(cè)向(第四區(qū))加入步驟(2)混合好的混合物進(jìn)行熔融擠出，造粒，工藝參數(shù)如下：一區(qū)溫度為280℃，二區(qū)溫度為295℃，三區(qū)溫度為300℃，四區(qū)溫度為305℃，五區(qū)溫度為305℃，六區(qū)溫度為305℃，七區(qū)溫度為300℃，八區(qū)溫度為300℃，模頭溫度為300℃，螺桿轉(zhuǎn)速為300rpm。
所述平行雙螺桿擠出機(jī)的螺桿形狀為單線螺紋，螺桿長度L和直徑D之比L/D為40，所述螺桿上設(shè)有2個(gè)嚙合塊區(qū)和1個(gè)反螺紋區(qū)。
實(shí)施例6
本實(shí)施例中所使用的聚酰胺6T/11樹脂的原料構(gòu)成以及合成步驟同實(shí)施例1。
本實(shí)施例一種高導(dǎo)熱絕緣聚酰胺6T復(fù)合材料，由如下重量份的原料制備而成：
上述高導(dǎo)熱絕緣聚酰胺6T復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟：
(1)將聚酰胺6T/11樹脂和聚己二酰己二胺樹脂置于90℃的條件下干燥5小時(shí)后，冷卻，將冷卻后的聚酰胺6T/11樹脂、聚己二酰己二胺樹脂，以及甲苯二異氰酸酯、2,2'-(1,3-亞苯基)-二惡唑啉、N,N'-雙(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-1,3-苯二甲酰胺和雙(2,6-二叔丁基-4-甲基苯基)季戊四醇二磷酸酯加入到高速攪拌機(jī)中進(jìn)行混合；
(2)將偶聯(lián)劑(γ-氨丙基三乙氧基硅烷)、氮化硼、氧化鋁和碳化硅加入到另一臺高速攪拌機(jī)中進(jìn)行混合；
(3)將步驟(1)混合好的混合料經(jīng)喂料器加入平行雙螺桿擠出機(jī)中，并在平行雙螺桿擠出機(jī)(共八區(qū))的側(cè)向(第四區(qū))加入步驟(2)混合好的混合物進(jìn)行熔融擠出，造粒，工藝參數(shù)如下：一區(qū)溫度為280℃，二區(qū)溫度為295℃，三區(qū)溫度為300℃，四區(qū)溫度為305℃，五區(qū)溫度為305℃，六區(qū)溫度為305℃，七區(qū)溫度為300℃，八區(qū)溫度為300℃，模頭溫度為300℃，螺桿轉(zhuǎn)速為300rpm。
所述平行雙螺桿擠出機(jī)的螺桿形狀為單線螺紋，螺桿長度L和直徑D之比L/D為40，所述螺桿上設(shè)有2個(gè)嚙合塊區(qū)和1個(gè)反螺紋區(qū)。
對比例1
本對比例中所使用的聚酰胺6T/11樹脂的原料構(gòu)成以及合成步驟同實(shí)施例1。
本對比例一種高導(dǎo)熱絕緣聚酰胺6T復(fù)合材料，由如下重量份的原料制備而成：
上述高導(dǎo)熱絕緣聚酰胺6T復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟：
(1)將聚酰胺6T/11樹脂置于90℃的條件下干燥5小時(shí)后，冷卻，將冷卻后的聚酰胺6T/11樹脂，以及N,N'-雙(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-1,3-苯二甲酰胺和雙(2,6-二叔丁基-4-甲基苯基)季戊四醇二磷酸酯加入到高速攪拌機(jī)中進(jìn)行混合；
(2)將偶聯(lián)劑(γ-氨丙基三乙氧基硅烷)、氮化硼、氧化鋁和碳化硅加入到另一臺高速攪拌機(jī)中進(jìn)行混合；
(3)將步驟(1)混合好的混合料經(jīng)喂料器加入平行雙螺桿擠出機(jī)中，并在平行雙螺桿擠出機(jī)(共八區(qū))的側(cè)向(第四區(qū))加入步驟(2)混合好的混合物進(jìn)行熔融擠出，造粒，工藝參數(shù)如下：一區(qū)溫度為280℃，二區(qū)溫度為295℃，三區(qū)溫度為300℃，四區(qū)溫度為305℃，五區(qū)溫度為305℃，六區(qū)溫度為305℃，七區(qū)溫度為300℃，八區(qū)溫度為300℃，模頭溫度為300℃，螺桿轉(zhuǎn)速為300rpm。
所述平行雙螺桿擠出機(jī)的螺桿形狀為單線螺紋，螺桿長度L和直徑D之比L/D為40，所述螺桿上設(shè)有2個(gè)嚙合塊區(qū)和1個(gè)反螺紋區(qū)。
對比例2
本對比例中所使用的聚酰胺6T/11樹脂的原料構(gòu)成以及合成步驟同實(shí)施例1。
本對比例一種高導(dǎo)熱絕緣聚酰胺6T復(fù)合材料，由如下重量份的原料制備而成：
上述高導(dǎo)熱絕緣聚酰胺6T復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟：
(1)將聚酰胺6T/11樹脂和聚己二酰己二胺樹脂置于90℃的條件下干燥5小時(shí)后，冷卻，將冷卻后的聚酰胺6T/11樹脂、聚己二酰己二胺樹脂，以及N,N'-雙(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-1,3-苯二甲酰胺和雙(2,6-二叔丁基-4-甲基苯基)季戊四醇二磷酸酯加入到高速攪拌機(jī)中進(jìn)行混合；
(2)將偶聯(lián)劑(γ-氨丙基三乙氧基硅烷)、氮化硼、氧化鋁和碳化硅加入到另一臺高速攪拌機(jī)中進(jìn)行混合；
(3)將步驟(1)混合好的混合料經(jīng)喂料器加入平行雙螺桿擠出機(jī)中，并在平行雙螺桿擠出機(jī)(共八區(qū))的側(cè)向(第四區(qū))加入步驟(2)混合好的混合物進(jìn)行熔融擠出，造粒，工藝參數(shù)如下：一區(qū)溫度為280℃，二區(qū)溫度為295℃，三區(qū)溫度為300℃，四區(qū)溫度為305℃，五區(qū)溫度為305℃，六區(qū)溫度為305℃，七區(qū)溫度為300℃，八區(qū)溫度為300℃，模頭溫度為300℃，螺桿轉(zhuǎn)速為300rpm。
所述平行雙螺桿擠出機(jī)的螺桿形狀為單線螺紋，螺桿長度L和直徑D之比L/D為40，所述螺桿上設(shè)有2個(gè)嚙合塊區(qū)和1個(gè)反螺紋區(qū)。
對比例3
本對比例中所使用的聚酰胺6T/11樹脂的原料構(gòu)成以及合成步驟同實(shí)施例1。
本對比例一種高導(dǎo)熱絕緣聚酰胺6T復(fù)合材料，由如下重量份的原料制備而成：
上述高導(dǎo)熱絕緣聚酰胺6T復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟：
(1)將聚酰胺6T/11樹脂和聚己二酰己二胺樹脂置于90℃的條件下干燥5小時(shí)后，冷卻，將冷卻后的聚酰胺6T/11樹脂、聚己二酰己二胺樹脂，以及甲苯二異氰酸酯、2,2'-(1,3-亞苯基)-二惡唑啉、N,N'-雙(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-1,3-苯二甲酰胺和雙(2,6-二叔丁基-4-甲基苯基)季戊四醇二磷酸酯加入到高速攪拌機(jī)中進(jìn)行混合；
(2)將氮化硼、氧化鋁和碳化硅加入到另一臺高速攪拌機(jī)中進(jìn)行混合；
(3)將步驟(1)混合好的混合料經(jīng)喂料器加入平行雙螺桿擠出機(jī)中，并在平行雙螺桿擠出機(jī)(共八區(qū))的側(cè)向(第四區(qū))加入步驟(2)混合好的混合物進(jìn)行熔融擠出，造粒，工藝參數(shù)如下：一區(qū)溫度為280℃，二區(qū)溫度為295℃，三區(qū)溫度為300℃，四區(qū)溫度為305℃，五區(qū)溫度為305℃，六區(qū)溫度為305℃，七區(qū)溫度為300℃，八區(qū)溫度為300℃，模頭溫度為300℃，螺桿轉(zhuǎn)速為300rpm。
所述平行雙螺桿擠出機(jī)的螺桿形狀為單線螺紋，螺桿長度L和直徑D之比L/D為40，所述螺桿上設(shè)有2個(gè)嚙合塊區(qū)和1個(gè)反螺紋區(qū)。
對比例4
本對比例中所使用的聚酰胺6T/11樹脂的原料構(gòu)成以及合成步驟同實(shí)施例1。
本對比例一種高導(dǎo)熱絕緣聚酰胺6T復(fù)合材料，由如下重量份的原料制備而成：
上述高導(dǎo)熱絕緣聚酰胺6T復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟：
(1)將聚酰胺6T/11樹脂和聚己二酰己二胺樹脂置于90℃的條件下干燥5小時(shí)后，冷卻，將冷卻后的聚酰胺6T/11樹脂、聚己二酰己二胺樹脂，以及甲苯二異氰酸酯、2,2'-(1,3-亞苯基)-二惡唑啉、N,N'-雙(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-1,3-苯二甲酰胺和雙(2,6-二叔丁基-4-甲基苯基)季戊四醇二磷酸酯加入到高速攪拌機(jī)中進(jìn)行混合；
(2)將偶聯(lián)劑(γ-氨丙基三乙氧基硅烷)、氮化硼、氧化鋁和碳化硅加入到另一臺高速攪拌機(jī)中進(jìn)行混合；
(3)將步驟(1)混合好的混合料經(jīng)喂料器加入平行雙螺桿擠出機(jī)中，并在平行雙螺桿擠出機(jī)(共八區(qū))的側(cè)向(第四區(qū))加入步驟(2)混合好的混合物進(jìn)行熔融擠出，造粒，工藝參數(shù)如下：一區(qū)溫度為280℃，二區(qū)溫度為295℃，三區(qū)溫度為300℃，四區(qū)溫度為305℃，五區(qū)溫度為305℃，六區(qū)溫度為305℃，七區(qū)溫度為300℃，八區(qū)溫度為300℃，模頭溫度為300℃，螺桿轉(zhuǎn)速為300rpm。
所述平行雙螺桿擠出機(jī)的螺桿形狀為雙線螺紋，螺桿長度L和直徑D之比L/D為30，所述螺桿上設(shè)有2個(gè)嚙合塊區(qū)和1個(gè)反螺紋區(qū)。
以下為實(shí)施例與對比例一覽表(表1)：
表1實(shí)施例與對比例原料組成重量份一覽表
以上實(shí)施例與對比例的N,N'-雙(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-1,3-苯二甲酰胺和雙(2,6-二叔丁基-4-甲基苯基)季戊四醇二磷酸酯分別為0.15份、0.15份。
將上述各實(shí)施例與對比例所制塑料件試樣進(jìn)行以下性能測試(結(jié)果如表2所示)：
面內(nèi)平行導(dǎo)熱率：按ASTM E1461標(biāo)準(zhǔn)測試；
拉伸性能：按GB/T 1040.1-2006標(biāo)準(zhǔn)測試，拉伸速率10mm/min；
流動性能：按GB/T 3682-2000標(biāo)準(zhǔn)測試，測試溫度309℃，載荷1.2kg；
吸水性能：按GB/T 1034-2008標(biāo)準(zhǔn)測試，測試時(shí)間24h；
表面電阻率：按IEC 60093標(biāo)準(zhǔn)測試。
表2實(shí)施例與對比例性能一覽表
從實(shí)施例1～6中可以看出，氮化硼、氧化鋁和碳化硅的添加量越多，聚酰胺6T/11樹脂復(fù)合材料的面內(nèi)平行導(dǎo)熱率以及拉伸強(qiáng)度越大；脂肪族聚酰胺樹脂(聚己二酰己二胺樹脂)的加入量越多，聚酰胺6T/11樹脂復(fù)合材料的熔融指數(shù)越大，加工性能越好；各實(shí)施例的吸水率和表面電阻率變化不大。綜合以上因素，實(shí)施例6的綜合性能最佳。
與實(shí)施例6進(jìn)行比較，對比例1為未添加脂肪族聚酰胺樹脂(聚己二酰己二胺樹脂)的聚酰胺6T/11樹脂復(fù)合材料，其熔融指數(shù)僅為5g/10min(測試溫度309℃，載荷1.2kg)，加工性能不佳；對比例2為未添加甲苯二異氰酸酯(TDI)、2,2'-(1,3-亞苯基)-二惡唑啉(PBO)的聚酰胺6T/11樹脂復(fù)合材料，脂肪族聚酰胺樹脂(聚己二酰己二胺樹脂)與聚酰胺6T/11樹脂相容性不佳，從而對聚酰胺6T/11樹脂復(fù)合材料的拉伸性能和面內(nèi)平行導(dǎo)熱率造成了不良的影響；對比例3為未添加偶聯(lián)劑的聚酰胺6T/11樹脂復(fù)合材料，氮化硼、氧化鋁和碳化硅與上述兩種聚酰胺樹脂相容性不佳，從而對聚酰胺6T/11樹脂復(fù)合材料的拉伸性能和面內(nèi)平行導(dǎo)熱率造成了不良的影響；對比例4的平行雙螺桿擠出機(jī)的螺桿形狀為雙線螺紋，螺桿長度L和直徑D之比L/D為30，而實(shí)施例6的平行雙螺桿擠出機(jī)的螺桿形狀為單線螺紋，螺桿長度L和直徑D之比L/D為40，通過對比可以發(fā)現(xiàn)，采用實(shí)施例6所述的平行雙螺桿擠出機(jī)的螺桿參數(shù)，其制備得到的聚酰胺6T/11樹脂復(fù)合材料的面內(nèi)平行導(dǎo)熱率、拉伸性能、加工性能得到很大改善，獲得高導(dǎo)熱系數(shù)、高拉伸強(qiáng)度、高流動性、低吸水率和絕緣性能好的高導(dǎo)熱絕緣聚酰胺6T復(fù)合材料的有益效果。
以上所述實(shí)施例的各技術(shù)特征可以進(jìn)行任意的組合，為使描述簡潔，未對上述實(shí)施例中的各個(gè)技術(shù)特征所有可能的組合都進(jìn)行描述，然而，只要這些技術(shù)特征的組合不存在矛盾，都應(yīng)當(dāng)認(rèn)為是本說明書記載的范圍。
以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。