一種低填充高導(dǎo)熱絕緣尼龍/聚苯醚合金及其制備方法
【專利說明】
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域： 本發(fā)明涉及高分子復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種低填充高導(dǎo)熱絕緣尼龍/聚苯醚 合金的制備方法。
[0002]
【背景技術(shù)】： 傳統(tǒng)LED燈一般采用鋁合金作為散熱底座，其導(dǎo)熱性能好，熱傳輸效率高，但也有重量 大、生產(chǎn)效率較低、電絕緣性差等缺點。因此，易于成型加工、生產(chǎn)效率高，無需表面噴涂的 高分子基導(dǎo)熱復(fù)合材料逐漸興起，并逐步取代金屬導(dǎo)熱材料。
[0003] 根據(jù)LED燈散熱底座的使用環(huán)境，必須要求材料具備高的導(dǎo)熱系數(shù)、耐熱性能和高 的絕緣性。聚合物作為導(dǎo)熱基體，與金屬比起來，最大的缺點在于其導(dǎo)熱系數(shù)太低，為了克 服這一缺點，常用的辦法是將一些具有高導(dǎo)熱系數(shù)的無機物以非常高的含量填充到高分子 基體中，這種方法，操作簡單，成本相對較低，易于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。
[0004] 發(fā)明專利CN104592746 A以尼龍樹脂為基體，選擇鱗片石墨、膨脹石墨、碳纖維作 為填料，制備了力學(xué)性能好、導(dǎo)熱系數(shù)高的尼龍導(dǎo)熱復(fù)合材料;發(fā)明專利CN102408710 B采 用氮化硼、氮化硅、氮化鋁、氧化鋁等填料填充PA66,制備了高導(dǎo)熱尼龍復(fù)合材料； CN103613923 A采用尼龍原料氧化鎂、氧化鋁、氮化鋁、氮化硼、氮化硅、多壁碳納米管、石墨 片等制備了高導(dǎo)熱尼龍復(fù)合材料。
[0005] 以上涉及的導(dǎo)熱尼龍高分子復(fù)合材料所使用的導(dǎo)熱填料用量較大，提高了制備成 本，如果降低導(dǎo)熱填料的填充量，則會影響復(fù)合材料導(dǎo)熱系數(shù)，同時仍存在絕緣性問題。
[0006]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)中的上述不足，提供了一種低填充高導(dǎo)熱絕緣尼 龍/聚苯醚合金及其制備方法，只用很低填充量的導(dǎo)熱填料就能獲得材料更高的導(dǎo)熱系數(shù)， 同時還增強了材料的電絕緣性。
[0008] 本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)： 一種高導(dǎo)熱絕緣尼龍/聚苯醚復(fù)合材料，由以下重量份的原材料組成： 尼龍樹脂 30-37份 聚苯醚樹脂 30-40份 增韌劑 3-10份 相容劑 0.5-1.5份 改性氧化鎂 20-30份 潤滑劑 0.2-0.6份 抗氧劑 0.2-0.6份 鈦白粉 1_2份； 所述改性氧化鎂為經(jīng)過環(huán)氧基硅烷偶聯(lián)劑KH560表面浸潤的高結(jié)晶度氧化鎂，使其與 尼龍樹脂基體相容； 所述的尼龍樹脂、增韌劑與改性氧化鎂組成的導(dǎo)熱尼龍母粒的粘度與聚苯醚的粘度比 為0.9-1.1，使尼龍樹脂與聚苯醚樹脂原位形成雙連續(xù)結(jié)構(gòu)。
[0009] 進一步方案，所述的尼龍樹脂為PA6或PA66中的至少一種。
[0010] 進一步方案，所述的聚苯醚樹脂為聚苯醚原粉、改性聚苯乙烯改性聚苯醚、高抗沖 聚苯乙烯改性聚苯醚中的至少一種。
[0011]進一步方案，所述的增韌劑為密度為〇. 87-0.89g/cm3、在190°C/2.16Kg條件下熔 融指數(shù)為5_30g/10min的馬來酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物、甲基丙烯酸縮水甘油酯接枝乙 烯-辛烯共聚物中的至少一種。
[0012] 進一步方案，所述改性氧化鎂的純度為99.8%以上、結(jié)晶度為95%以上，改性氧化鎂 的平均粒徑為5-10μπι。
[0013] 進一步方案，所述的相容劑為苯乙烯-馬來酸酐共聚物、馬來酸酐接枝聚苯醚中的 至少一種。
[0014] 進一步方案，所述的抗氧劑為受阻酚類、硫代酯類、亞磷酸酯類抗氧劑中的至少一 種。
[0015] 進一步方案，所述的潤滑劑為聚乙烯蠟、硬脂酸鹽、乙撐雙硬脂酰胺、接枝乙撐雙 硬脂酰胺中的至少一種。
[0016] 本發(fā)明的另一個發(fā)明目的是提供上述尼龍/聚苯醚復(fù)合材料的方法，包括以下步 驟： (1) 將30-37份尼龍樹脂、3-10份增韌劑、10-15份改性氧化鎂一起加入到高速攪拌機中 混合2-5分鐘； (2) 將混好的物料經(jīng)過主喂料斗加入到嚙合式平行同向雙螺桿擠出機中，并在側(cè)喂料 處加入余下量的改性氧化鎂，經(jīng)熔融、擠出、切粒得導(dǎo)熱尼龍母粒;其中，擠出機料筒溫度 240-260°C、螺桿轉(zhuǎn)速為300-500r/min、真空度為-0 · 04~0 · IMPa; (3) 將導(dǎo)熱尼龍母粒放入溫度為85±5°C的干燥箱中烘干2-4小時，然后將其聚苯醚樹 月旨30-40份、相容劑0.5-1.5份、鈦白粉1-2份、抗氧劑0.2-0.6份、潤滑劑0.2-0.6份加入到高 速攪拌機中混合2-5分鐘； (4) 將混好的物料加入嚙合式平行同向雙螺桿擠出機中，經(jīng)熔融、擠出、切粒，得到高導(dǎo) 熱絕緣尼龍/聚苯醚復(fù)合材料；其中，擠出機料筒溫度260-280°C、螺桿轉(zhuǎn)速為300-500r/ min、真空度為-〇. 04~. IMPa。
[0017] 本發(fā)明中改性氧化鎂是導(dǎo)熱填料，目的是為了提升材料的導(dǎo)熱系數(shù)，并增加其與 PA66樹脂的親和性，使其選擇性地分散在尼龍相中。
[0018] 本發(fā)明中將30-37份尼龍樹脂、3-10份增韌劑、10-15份改性氧化鎂、0.1-0.3份抗 氧劑、0.1-0.3份潤滑劑一起經(jīng)混合后再經(jīng)擠出機與余下量的改性氧化鎂，經(jīng)熔融、擠出、切 粒得導(dǎo)熱尼龍母粒，該尼龍樹脂的粘度與聚苯醚的粘度比為0.9-1.1，即尼龍樹脂與聚苯醚 的粘度和體積比均接近1:1，從而使得尼龍樹脂與聚苯醚樹脂原位形成雙連續(xù)結(jié)構(gòu)。
[0019] 本發(fā)明的有益效果： 1、本發(fā)明所使用的原料均來自市售，來源廣泛。價格低廉，制備方法簡單，可操作性強， 易于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)，產(chǎn)品極具性價比； 2、 由于本發(fā)明中尼龍樹脂與聚苯醚原位形成雙連續(xù)結(jié)構(gòu)，改性氧化鎂選擇性地分散在 尼龍相中，因此只需更低的氧化鎂填充量，即可形成導(dǎo)熱網(wǎng)鏈，獲得高的導(dǎo)熱系數(shù)及力學(xué)性 能;所以本發(fā)明制備的高導(dǎo)熱絕緣尼龍/聚苯醚復(fù)合材料以更低的填充量，帶來了更高的導(dǎo) 熱系數(shù)，使得制件更加輕量化； 3、 該尼龍導(dǎo)熱復(fù)合材料由于聚苯醚的加入，增加了該材料的電氣絕緣性，大大滿足了 電子電氣行業(yè)的需求。
[0020] 4、本發(fā)明制備的復(fù)合材料制成的LED節(jié)能燈散熱外殼可以滿足LED節(jié)能燈的性能 要求。