一種阻燃導(dǎo)熱尼龍66復(fù)合材料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種阻燃導(dǎo)熱尼龍66復(fù)合材料及其制備方法，包括如下重量份組分：尼龍66 40～60份、金屬氮化物10～20份、導(dǎo)熱填料20～30份、玻璃纖維8～12份、勃姆石15～25份、碳酸鈣10～20份、云母粉5～10份、阻燃劑20～30份、抗氧劑1～3份、潤滑劑5～10份、偶聯(lián)劑10～16份；制備方法為：勃姆石和云母粉改性；金屬氮化物改性；制備增強(qiáng)母粒；制備導(dǎo)熱母粒；制備阻燃母粒；擠出造粒；注塑成型。本發(fā)明在科學(xué)配方的基礎(chǔ)上，通過單獨(dú)制備增強(qiáng)母粒、導(dǎo)熱母粒和阻燃母粒的，再制備復(fù)合材料的方法，提高了各原料在尼龍中的分散性，使所制備的復(fù)合材料兼具優(yōu)異的機(jī)械強(qiáng)度、阻燃性能和導(dǎo)熱性能，綜合性能優(yōu)異。
【專利說明】
一種阻燃導(dǎo)熱尼龍66復(fù)合材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及改性聚酰胺技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種阻燃導(dǎo)熱尼龍66復(fù)合材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著國際上以塑料替代金屬材料在石油化工、機(jī)械、航天和民用等領(lǐng)域的廣泛推廣，塑料以其特有的輕質(zhì)、耐腐蝕等優(yōu)勢(shì)迅速占有廣闊的市場(chǎng)，表現(xiàn)出替代金屬使用的突出性的優(yōu)點(diǎn)。
[0003]尼龍66以其優(yōu)異的物理機(jī)械性能，耐溶劑耐腐蝕性及良好的外觀等特點(diǎn)已經(jīng)被廣泛替代金屬應(yīng)用，但因其導(dǎo)熱系數(shù)太低，屬于熱的不良導(dǎo)體，阻燃效果差、不絕緣等缺點(diǎn)，限制了其在照明、電子、PC等散熱器件領(lǐng)域的應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明主要解決的技術(shù)問題是提供一種阻燃導(dǎo)熱尼龍66復(fù)合材料及其制備方法，能夠解決尼龍66在使用過程中存在的上述問題。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的一個(gè)技術(shù)方案是:提供一種阻燃導(dǎo)熱尼龍66復(fù)合材料，包括如下重量份組分:尼龍66 40?60份、金屬氮化物10?20份、導(dǎo)熱填料20?30份、玻璃纖維8?12份、勃姆石15?25份、碳酸鈣10?20份、云母粉5?10份、阻燃劑20?30份、抗氧劑I?3份、潤滑劑5?1份、偶聯(lián)劑1?16份。
[0006]在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述金屬氮化物為氮化鋁和氮化鎂以1:1的質(zhì)量比混合的混合物。
[0007]在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述導(dǎo)熱填料為碳纖維、石墨粉和炭黑粉以2:1:3的比例混合的混合物。
[0008]在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述阻燃劑為三聚氰胺氰脲酸鹽和氫氧化鎂以3?5:1的比例混合的混合物。
[0009]在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述偶聯(lián)劑包括等重量的硅烷偶聯(lián)劑和鈦酸酯偶聯(lián)劑。
[0010]在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述抗氧劑為受阻酚類抗氧劑，所述潤滑劑為硅酮粉。
[0011]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的另一個(gè)技術(shù)方案是:提供一種阻燃導(dǎo)熱尼龍66復(fù)合材料的制備方法，包括如下步驟:
(1)勃姆石和云母粉改性處理:將15?25重量份的勃姆石和5?10重量份的云母粉加入高速混合機(jī)中，然后加入含配方量的鈦酸酯偶聯(lián)劑和1/2配方量的硅烷偶聯(lián)劑的無水乙醇溶液，在一定溫度下攪拌混合一段時(shí)間，干燥后得到改性的勃姆石和云母粉；
(2)金屬氮化物改性處理:將10?20的金屬氮化物加入含1/2配方量的硅烷偶聯(lián)劑的無水乙醇溶液浸泡1?2 Om i η，揮發(fā)去除乙醇； (3)制備增強(qiáng)改性尼龍66母粒:取1/3配方量的尼龍66、8?12重量份的玻璃纖維、10?20重量份的碳酸鈣和步驟(I)中改性處理的勃姆石和云母粉，用雙螺桿擠出機(jī)擠出造粒，得增強(qiáng)母粒；
(4)制備導(dǎo)熱母粒:取1/3配方量的尼龍66、20?30重量份的導(dǎo)熱填料和步驟(2)中改性的金屬氮化物，用雙螺桿擠出機(jī)擠出造粒，得導(dǎo)熱母粒；
(5)制備阻燃母粒:取1/3配方量的尼龍66、20?30重量份阻燃劑，用雙螺桿擠出機(jī)擠出造粒，得阻燃母粒；
(6)擠出造粒:將步驟(3)制備的增強(qiáng)母粒、步驟(4)制備的導(dǎo)熱母粒、步驟(5)制備的阻燃母粒、I?3重量份的抗氧劑和5?10重量份的潤滑劑加入雙螺桿擠出機(jī)中，經(jīng)熔融、擠出、冷卻、切粒得到所述阻燃導(dǎo)熱尼龍66復(fù)合材料粒料；
(7)注塑成型:將步驟(6)中得到的粒料干燥后，用注塑機(jī)注塑成型，并進(jìn)行性能測(cè)試。
[0012]在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述步驟(I)中，所述鈦酸酯偶聯(lián)劑和硅烷偶聯(lián)劑在無水乙醇中的濃度為25?30%;所述溫度為55?65°C，攪拌速率為80?150r/min，攪拌時(shí)間為5?8min。
[0013]在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述步驟(2)中，所述硅烷偶聯(lián)劑在無水乙醇中的濃度為3?5%。
[0014]在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述步驟(3)?(6)中，所述擠出溫度為240?290°C，螺桿轉(zhuǎn)速為50?100r/min。
[0015]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明一種阻燃導(dǎo)熱尼龍66復(fù)合材料及其制備方法，在科學(xué)選取原料配方的基礎(chǔ)上，通過單獨(dú)制備增強(qiáng)母粒、導(dǎo)熱母粒和阻燃母粒的，再進(jìn)行加工制備復(fù)合材料的方法，有效提高了各原料在尼龍66中的分散性能，使得所制備的復(fù)合材料兼具優(yōu)異的機(jī)械強(qiáng)度、阻燃性能和導(dǎo)熱性能，綜合性能優(yōu)異。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面對(duì)本發(fā)明的較佳實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)闡述，以使本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特征能更易于被本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，從而對(duì)本發(fā)明的保護(hù)范圍做出更為清楚明確的界定。
[0017]本發(fā)明實(shí)施例包括:
實(shí)施例1
一種阻燃導(dǎo)熱尼龍66復(fù)合材料，包括如下重量份組分:尼龍66 40份、金屬氮化物10份、導(dǎo)熱填料20份、玻璃纖維8份、勃姆石(平均粒徑I?5μπι)15份、碳酸鈣10份、云母粉(平均粒徑I?10μπι)5份、阻燃劑20份、受阻酚類抗氧劑I份、硅酮粉潤滑劑5份、偶聯(lián)劑10份;其中，所述金屬氮化物為氮化鋁和氮化鎂以1:1的質(zhì)量比混合的混合物;所述導(dǎo)熱填料為碳纖維、石墨粉和炭黑粉以2:1:3的比例混合的混合物;所述阻燃劑為三聚氰胺氰脲酸鹽和氫氧化鎂以3:1的比例混合的混合物;所述偶聯(lián)劑包括等重量的硅烷偶聯(lián)劑和鈦酸酯偶聯(lián)劑。
[0018]上述阻燃導(dǎo)熱尼龍66復(fù)合材料的制備方法，具體步驟如下:
(I)勃姆石和云母粉改性處理:將配方量的勃姆石和云母粉加入高速混合機(jī)中，然后加入體積濃度為25?30%的含配方量的鈦酸酯偶聯(lián)劑和1/2配方量的硅烷偶聯(lián)劑的無水乙醇溶液，在55?65°C下以80?150r/min的速率攪拌混合5?8min，110°C干燥2h后得到改性的勃姆石和云母粉； (2)金屬氮化物改性處理:將配方量的金屬氮化物加入體積濃度為3?5%的含1/2配方量硅烷偶聯(lián)劑的無水乙醇溶液中浸泡10?20min，揮發(fā)去除乙醇；
(3)制備增強(qiáng)改性尼龍66母粒:取1/3配方量的尼龍66、配方量的玻璃纖維、配方量的碳酸鈣和步驟(I)中改性處理的勃姆石和云母粉，用雙螺桿擠出機(jī)在240?260°C，50?80r/min的螺桿轉(zhuǎn)速下擠出造粒，得增強(qiáng)母粒；
(4 )制備導(dǎo)熱母粒:取I /3配方量的尼龍66、配方量的導(dǎo)熱填料和步驟(2 )中改性的金屬氮化物，用雙螺桿擠出機(jī)在240?260°C，50?80r/min的螺桿轉(zhuǎn)速下擠出造粒，得導(dǎo)熱母粒；
(5)制備阻燃母粒:取1/3配方量的尼龍66、配方量的阻燃劑，用雙螺桿擠出機(jī)在240?2600C，50?80r/min的螺桿轉(zhuǎn)速下擠出造粒，得阻燃母粒；
(6)擠出造粒:將步驟(3)制備的增強(qiáng)母粒、步驟(4)制備的導(dǎo)熱母粒、步驟(5)制備的阻燃母粒、配方量的抗氧劑和潤滑劑加入雙螺桿擠出機(jī)中，在260?290°C，80?100r/min的螺桿轉(zhuǎn)速下經(jīng)熔融、擠出、冷卻、切粒得到所述阻燃導(dǎo)熱尼龍66復(fù)合材料粒料；
(7)注塑成型:將步驟(6)中得到的粒料干燥后，用注塑機(jī)注塑成型，并進(jìn)行性能測(cè)試。
[0019]實(shí)施例2
一種阻燃導(dǎo)熱尼龍66復(fù)合材料，包括如下重量份組分:尼龍66 60份、金屬氮化物20份、導(dǎo)熱填料30份、玻璃纖維12份、勃姆石(平均粒徑I?5μπι)25份、碳酸鈣20份、云母粉(平均粒徑I?ΙΟμπΟ?Ο份、阻燃劑30份、受阻酚類抗氧劑3份、硅酮粉潤滑劑10份、偶聯(lián)劑16份;其中，所述金屬氮化物為氮化鋁和氮化鎂以1:1的質(zhì)量比混合的混合物;所述導(dǎo)熱填料為碳纖維、石墨粉和炭黑粉以2:1:3的比例混合的混合物;所述阻燃劑為三聚氰胺氰脲酸鹽和氫氧化鎂以5:1的比例混合的混合物;所述偶聯(lián)劑包括等重量的硅烷偶聯(lián)劑和鈦酸酯偶聯(lián)劑。
[0020]制備方法同實(shí)施例1。
[0021]上述方法得到的阻燃導(dǎo)熱尼龍66復(fù)合材料，經(jīng)性能測(cè)試，結(jié)構(gòu)如下:
拉伸強(qiáng)度125?138MPa，彎曲強(qiáng)度198?215MPa，缺口沖擊強(qiáng)度15?18kJ/m2，導(dǎo)熱系數(shù)28?35W/(mK)，阻燃性能UL-94 V-0級(jí)，熱變形溫度125°C以上。
[0022]以上所述僅為本發(fā)明的實(shí)施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種阻燃導(dǎo)熱尼龍66復(fù)合材料，其特征在于，包括如下重量份組分:尼龍66 40?60份、金屬氮化物10?20份、導(dǎo)熱填料20?30份、玻璃纖維8?12份、勃姆石15?25份、碳酸鈣10?20份、云母粉5?10份、阻燃劑20?30份、抗氧劑I?3份、潤滑劑5?10份、偶聯(lián)劑10?16份。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的阻燃導(dǎo)熱尼龍66復(fù)合材料，其特征在于，所述金屬氮化物為氮化鋁和氮化鎂以1:1的質(zhì)量比混合的混合物。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的阻燃導(dǎo)熱尼龍66復(fù)合材料，其特征在于，所述導(dǎo)熱填料為碳纖維、石墨粉和炭黑粉以2:1:3的比例混合的混合物。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的阻燃導(dǎo)熱尼龍66復(fù)合材料，其特征在于，所述阻燃劑為三聚氰胺氰脲酸鹽和氫氧化鎂以3?5:1的比例混合的混合物。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的阻燃導(dǎo)熱尼龍66復(fù)合材料，其特征在于，所述偶聯(lián)劑包括等重量的娃燒偶聯(lián)劑和欽酸酯偶聯(lián)劑。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的阻燃導(dǎo)熱尼龍66復(fù)合材料，其特征在于，所述抗氧劑為受阻酚類抗氧劑，所述潤滑劑為硅酮粉。7.—種如權(quán)利要求1至6任一項(xiàng)所述的阻燃導(dǎo)熱尼龍66復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟: (1)勃姆石和云母粉改性處理:將15?25重量份的勃姆石和5?10重量份的云母粉加入高速混合機(jī)中，然后加入含配方量的鈦酸酯偶聯(lián)劑和1/2配方量的硅烷偶聯(lián)劑的無水乙醇溶液，在一定溫度下攪拌混合一段時(shí)間，干燥后得到改性的勃姆石和云母粉； (2)金屬氮化物改性處理:將10?20的金屬氮化物加入含1/2配方量的硅烷偶聯(lián)劑的無水乙醇溶液浸泡1?2 Om i η，揮發(fā)去除乙醇； (3)制備增強(qiáng)改性尼龍66母粒:取1/3配方量的尼龍66、8?12重量份的玻璃纖維、10?20重量份的碳酸鈣和步驟(I)中改性處理的勃姆石和云母粉，用雙螺桿擠出機(jī)擠出造粒，得增強(qiáng)母粒； (4)制備導(dǎo)熱母粒:取1/3配方量的尼龍66、20?30重量份的導(dǎo)熱填料和步驟(2)中改性的金屬氮化物，用雙螺桿擠出機(jī)擠出造粒，得導(dǎo)熱母粒； (5 )制備阻燃母粒:取I /3配方量的尼龍66、20?30重量份阻燃劑，用雙螺桿擠出機(jī)擠出造粒，得阻燃母粒； (6)擠出造粒:將步驟(3)制備的增強(qiáng)母粒、步驟(4)制備的導(dǎo)熱母粒、步驟(5)制備的阻燃母粒、I?3重量份的抗氧劑和5?10重量份的潤滑劑加入雙螺桿擠出機(jī)中，經(jīng)熔融、擠出、冷卻、切粒得到所述阻燃導(dǎo)熱尼龍66復(fù)合材料粒料； (7)注塑成型:將步驟(6)中得到的粒料干燥后，用注塑機(jī)注塑成型，并進(jìn)行性能測(cè)試。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的阻燃導(dǎo)熱尼龍66復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，所述步驟(1)中，所述鈦酸酯偶聯(lián)劑和硅烷偶聯(lián)劑在無水乙醇中的濃度為25?30%;所述溫度為55?65°C，攪拌速率為80?150r/min，攪拌時(shí)間為5?8min。9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的阻燃導(dǎo)熱尼龍66復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，所述步驟(2)中，所述硅烷偶聯(lián)劑在無水乙醇中的濃度為3?5%。10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的阻燃導(dǎo)熱尼龍66復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，所述步驟(3)?(6)中，所述擠出溫度為240?290°C，螺桿轉(zhuǎn)速為50?100r/min。
【文檔編號(hào)】C08K5/3492GK105907092SQ201610406955
【公開日】2016年8月31日
【申請(qǐng)日】2016年6月12日
【發(fā)明人】鄒曉明
【申請(qǐng)人】蘇州昊順?biāo)苣z有限公司