一種導(dǎo)熱尼龍復(fù)合材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于導(dǎo)熱材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種復(fù)合材料，尤其涉及一種導(dǎo)熱尼龍 復(fù)合材料；本發(fā)明還涉及一種導(dǎo)熱尼龍復(fù)合材料的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 尼龍是一種常見的工程塑料，廣泛應(yīng)用于電子電氣、家用電器、機(jī)電工業(yè)、汽車電 器等領(lǐng)域。尼龍導(dǎo)熱塑料其優(yōu)異性在LED應(yīng)用領(lǐng)域尤為突出，導(dǎo)熱塑料替代鋁材是塑料行 業(yè)的一次大膽的飛躍，同時(shí)也是一個(gè)趨勢(shì)。
[0003] 為了增強(qiáng)尼龍塑料的導(dǎo)熱性，常規(guī)的做法是在尼龍中加入導(dǎo)熱填料。例如申請(qǐng)?zhí)?為CN201310028780. 6的中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)《導(dǎo)熱尼龍復(fù)合材料及其制備方法和應(yīng)用》（授 權(quán)公告號(hào)為CN103059565A)公開了一種導(dǎo)熱尼龍復(fù)合材料，其具體在尼龍中加入了導(dǎo)熱填 料，其中導(dǎo)熱填料具體為氮化硼、氮化鋁、碳化硅、石墨粉、銅粉、鋁粉、銀粉、碳納米管、碳纖 維、a_氧化鋁、氧化鎂、氧化鋅中的一種或幾種。因添加了導(dǎo)熱填料，使得尼龍材料的導(dǎo)熱 性能得到了一定提高；但是，為了增加該尼龍材料的阻燃性，該尼龍復(fù)合材料中還額外添加 了阻燃劑。
[0004] 為了保證尼龍材料的阻燃性，現(xiàn)有技術(shù)的做法是向尼龍中加入阻燃劑。其中，氫氧 化鎂為常規(guī)的阻燃劑，具體可參考申請(qǐng)?zhí)枮镃N201210518799. 4的中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)《用于 LED燈的尼龍塑料原料及其制備方法》（授權(quán)公告號(hào)為CN103013100A)。在現(xiàn)有技術(shù)中，氫 氧化鎂只是一種無(wú)機(jī)填充型阻燃劑，將其加入至尼龍中也只是為了獲得一定的阻燃性能。
[0005] 因此，為了同時(shí)保證尼龍材料的導(dǎo)熱性和阻燃性，需要同時(shí)在尼龍中加入阻燃劑 和導(dǎo)熱填料，進(jìn)而增加了生產(chǎn)成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明所要解決的第一個(gè)技術(shù)問題是提供一種同時(shí)具有阻燃性和導(dǎo)熱性的導(dǎo)熱 尼龍復(fù)合材料，本導(dǎo)熱尼龍復(fù)合材料生產(chǎn)成本低。
[0007] 本發(fā)明所要解決的第二個(gè)技術(shù)問題是提供一種導(dǎo)熱尼龍復(fù)合材料的制備方法。
[0008] 本發(fā)明解決上述第一個(gè)技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為：一種導(dǎo)熱尼龍復(fù)合材料， 包括尼龍和導(dǎo)熱填料，所述導(dǎo)熱填料包括氫氧化鎂A和氫氧化鎂B，所述氫氧化鎂A的粒徑 為200~1500目，所述氫氧化鎂B的粒徑為5000~12000目。
[0009] 其中，所述氫氧化鎂A的粒徑優(yōu)選為300~1200、500~1000或500~800目，進(jìn) 一步優(yōu)選為 300 目、330 目、380 目、420 目、470 目、550 目、580 目、633 目、725 目、860 目、920 目、1020 目、1120 目、1170 目。
[0010] 氫氧化鎂B的粒徑優(yōu)選為6000~11000、7000~10500或8000~10000目，進(jìn)一 步優(yōu)選為 5080 目、6150 目、7080 目、7300 目、8500 目、9250 目、10300 目、11560 目或 11850 目。
[0011] 本導(dǎo)熱尼龍復(fù)合材料中的導(dǎo)熱填料采用兩種不同粒徑的氫氧化鎂進(jìn)行復(fù)配作為， 從而大粒徑的氫氧化鎂顆粒形成導(dǎo)熱網(wǎng)絡(luò)，而小粒徑的氫氧化鎂顆粒填充在大粒徑氫氧化 鎂之間，從而細(xì)密填充了導(dǎo)熱網(wǎng)絡(luò)，有利于提高塑料的導(dǎo)熱性。另外，氫氧化鎂屬于無(wú)鹵阻 燃劑，將其加入至尼龍中后，在提高尼龍導(dǎo)熱性的同時(shí)也賦予了尼龍一定的阻燃性。
[0012] 本導(dǎo)熱尼龍復(fù)合材料將現(xiàn)有的導(dǎo)熱尼龍復(fù)合材料中添加不同粒徑的氫氧化鎂作 為導(dǎo)熱填料，使得尼龍具有一定的導(dǎo)熱性。至于粗粒徑氫氧化鎂一一氫氧化鎂B與細(xì)粒徑 氫氧化鎂一一氫氧化鎂A之間的配比則不做要求。
[0013] 當(dāng)然，優(yōu)選的，以重量計(jì)，所述氫氧化鎂A:氫氧化鎂B= 1~5:1，粗粒徑與細(xì)粒徑 的氫氧化鎂的質(zhì)量比在該范圍內(nèi)，能同時(shí)獲得更佳的阻燃性和導(dǎo)熱性。在該配比下，氫氧化 鎂B能形成起到合理導(dǎo)熱性能的導(dǎo)熱網(wǎng)絡(luò)，而且氫氧化鎂A能剛好填充在導(dǎo)熱網(wǎng)絡(luò)之間，從 而避免了因氫氧化鎂A加入量太多而致使成本增加。
[0014] 優(yōu)選的，以重量計(jì)，所述氫氧化鎂A:氫氧化鎂B= 1:1或2:1或3:1。
[0015] 在上述技術(shù)方案的導(dǎo)熱尼龍復(fù)合材料中，因氫氧化鎂B與氫氧化鎂A的性質(zhì)及功 能，使得只要在尼龍中加入上述的導(dǎo)熱填料，就能賦予尼龍一定的導(dǎo)熱性。當(dāng)然，為了獲得 導(dǎo)熱性能更佳，同時(shí)阻燃性能也優(yōu)的尼龍塑料，以導(dǎo)熱尼龍復(fù)合材料的重量計(jì)，所述導(dǎo)熱填 料的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40%~75%，例如45~70、50~65、55~60,進(jìn)一步優(yōu)選為43%、47%、 52%、56%、63%、68%、72%、73%〇
[0016] 優(yōu)選的，所述尼龍為尼龍6 ;尼龍中的主要品種是尼龍6和尼龍66,尼龍6為聚己 內(nèi)酰胺，而尼龍66為聚己二酸己二胺。尼龍66比尼龍6要硬12%，理論上說，硬度越高，脆 性越大，從而越容易斷裂。本發(fā)明選擇尼龍6為載體符合高填充改性的要求，且各方面的性 能均比較優(yōu)秀。
[0017] 優(yōu)選的，所述尼龍6的特性粘度為2. 0~3. 0。
[0018] 進(jìn)一步優(yōu)選的，所述尼龍6的特性粘度為2. 3~2. 8。
[0019] 具體的，本導(dǎo)熱尼龍復(fù)合材料包括如下重量份數(shù)的組分：
[0020] 尼龍 2〇~5〇份；
[0021] 導(dǎo)熱填料40~70份。
[0022] 其中，尼龍優(yōu)選為30~45份，進(jìn)一步優(yōu)選為35~40份；例如22份、25份、32份、 36份、43份、48份；
[0023] 導(dǎo)熱填料優(yōu)選為45~65份，進(jìn)一步優(yōu)選為50~60份；例如43份、48份、52份、 57份、63份、68份。
[0024] 其中，導(dǎo)熱尼龍復(fù)合材料還包括助劑，所述助劑為偶聯(lián)劑、抗氧劑、潤(rùn)滑劑、增白劑 中的一種或兩種或兩種以上。上述的助劑為本領(lǐng)域使用的常規(guī)助劑，各助劑選擇的具體物 質(zhì)參考現(xiàn)有技術(shù)。另外，上述助劑的添加量參考現(xiàn)有技術(shù)。
[0025] 作為優(yōu)選，本導(dǎo)熱尼龍復(fù)合材料還包括如下重量份數(shù)的組分：
[0026] 偶聯(lián)劑0? 5~2份；
[0027] 抗氧劑0? 2~0? 6份；
[0028] 潤(rùn)滑劑0? 5~2份；
[0029] 其中，偶聯(lián)劑優(yōu)選為1~1. 5份；例如0. 8份、1. 1份、1. 3份、1. 5份、1. 8份；
[0030] 抗氧劑優(yōu)選為〇? 3份、0? 4份、0? 5份；
[0031] 潤(rùn)滑劑優(yōu)選為0. 6~1. 5份，進(jìn)一步優(yōu)選為1. 0~1. 5份；例如0. 6份、0. 8份、1. 2 份、1. 6份、1. 8份。
[0032] 優(yōu)選的，所述偶聯(lián)劑為硅烷類偶聯(lián)劑，優(yōu)選為KH-550、KH-560、KH-570中的一種或 兩種或兩種以上；
[0033] 優(yōu)選的，所述抗氧劑為抗氧劑1010、抗氧劑1076、抗氧劑168中的一種或兩種或兩 種以上；
[0034] 優(yōu)選的，所述潤(rùn)滑劑為硅酮粉、EBS、氧化聚乙烯中的一種或兩種或兩種以上。
[0035] 另外，本導(dǎo)熱尼龍復(fù)合材料還包括增白劑，以導(dǎo)熱尼龍復(fù)合材料的重量計(jì)，所述增 白劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1~2% ;
[0036] 優(yōu)選的，所述增白劑為鈦白粉。
[0037] 其中，尼龍的重量份數(shù)優(yōu)選為30~45份、35~40份，進(jìn)一步優(yōu)選為22份、25份、 27份、33份、36份、42份或48份；導(dǎo)熱填料優(yōu)選為45~65份、50~60份，進(jìn)一步優(yōu)選為43 份、45份、48份、52份、56份、63份、66份或68 ;偶聯(lián)劑優(yōu)選為0. 8~1. 8份、1~1. 5份，進(jìn) 一步優(yōu)選為〇. 6份、0. 8份、1. 2份、1. 6份、1. 7份；抗氧劑優(yōu)選為0. 3份、0. 4份、0. 5份；潤(rùn) 滑劑優(yōu)選為〇. 8~1. 6份、1. 0~1. 5份，進(jìn)一步優(yōu)選為0. 6份、0. 8份、1. 2份、1. 6份、1. 8 份。
[0038] 本發(fā)明解決上述第二個(gè)技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為：一種導(dǎo)熱尼龍復(fù)合材料的 制備方法，包括如下步驟：
[0039] (1)將導(dǎo)熱填料、偶聯(lián)劑、尼龍、抗氧劑、潤(rùn)滑劑和增白劑按配比混合，獲得混合物 料；
[0040] (2)將所述混合物料擠出、切粒，獲得導(dǎo)熱尼龍復(fù)合材料。
[0041] 其中，步驟（1)中，先將所述導(dǎo)熱填料與偶聯(lián)劑混合，獲得預(yù)混合物料，然后再將 尼龍、抗氧劑、潤(rùn)滑劑和增白劑與預(yù)混合物料混合，獲得混合物料；
[0042] 優(yōu)選的，所述預(yù)混合物料和混合物料分別在高速混合機(jī)中混合；
[0043] 優(yōu)選的，步驟（2)中，所述擠出所需的擠出機(jī)為雙螺桿擠出機(jī)；
[0044] 優(yōu)選的，所述雙螺桿擠出機(jī)的溫度設(shè)置為：一區(qū)：160~180°C;二區(qū)：180~190°C; 三區(qū)：190~200°C;四區(qū)：200~220°C;五區(qū)：200~230°C;六區(qū)：210~230°C;七區(qū)： 210 ~230°C;八區(qū)：220 ~240°C;九區(qū)：210 ~230°C;十區(qū)：210 ~230°C;
[0045] 上述十個(gè)區(qū)的溫度是從喂料口到機(jī)頭逐漸設(shè)置，優(yōu)選的，一區(qū)：163°C、165°C、 168。(：、172。(：、175。(：、177。(：；二區(qū)：182。(：、185。(：、186。(：、188。(：；三區(qū)：192。