[发明专利]一种导热高温尼龙复合材料及其制备方法

说明书

[技术领域]

本发明涉及高分子复合材料，尤其涉及一种导热高温尼龙复合材料及其制备方法。

[背景技术]

作为“高效、环保、节能”的新一代绿色光源和照明技术，LED照明灯近年来在全球照明灯行业得到快速发展与广泛应用，然而LED照明灯的工作温度越高，使用寿命也越低。因此，LED照明灯的散热系统设计与应用对增加LED照明灯的发光效率和使用寿命起着到关重要的决定作用。随着新型LED灯具的不断开发，设计人员与生产制造商的不断探索与研究，共同一致认为导热塑料是一种合理的新型热界面材料选择。导热塑料具有优良的机械力学性能，如质轻、耐化学腐蚀性强、电绝缘性能优异、尺寸稳定性好、加工成型简便，同时导热系数较高等特点。

除了LED行业，在IT行业的电脑散热风扇、汽车行业的发动机周边的零部件、以及在航空航天领域中很多零件都是要求材料能够迅速地将热量散发出去，以达到延长零件的使用寿命。这些都是可以大量地使用导热塑料的。

聚邻苯二甲酰胺(PPA)是一种综合性能优异的特种工程塑料，其突出的特点是耐高温(长期工作温度可以达到200℃以上)、耐化学腐蚀性强、电绝缘性能优异、力学性能高、尺寸稳定性好。聚邻苯二甲酰胺(PPA)其本身阻燃只能达到UL94V2的阻燃等级，通过改性是可以达到V0阻燃等级，满足LED行业对材料阻燃的要求。

专利号为CN201310467404.7的发明公开了一种导热高温尼龙复合材料及其制备方法。该复合材料由包含以下重量份的组分制成：高温尼龙100重量份、碳纤维5-30重量份、导热填料20-50重量份、偶联剂0.2-1重量份，抗氧剂0.3-0.8重量份、润滑剂0.5-1.5份、结晶成核剂0.1-0.8份。其讲述了PA46、PA10T、PA6T、PA610、PA9T这几种尼龙树脂单独或者复配使用来得到导热高温尼龙合金，但没有讲述到PPA树脂。同时，该发明所得到的材料是不阻燃的，UL94阻燃等级是HB。随着人们的安全意认越来越高，在LED行业中，特别是在高端产品中，所使用的材料都是阻燃，阻燃等级可以达到UL94V0。欧盟国家现在都是大力推动阻燃材料的无卤化，该复合材料不能满足上述要求。

[发明内容]

本发明要解决的技术问题是提供一种导热效果好、阻燃等级高的无卤阻燃的尼龙复合材料及其制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是，一种导热高温尼龙复合材料，按质量百分比，由以下组分组成：

以上所述的导热高温尼龙复合材料，所述的聚邻苯二甲酰胺，熔点在310℃以上，粘度为2.4～2.7mpa.s的中低粘度树脂。

以上所述的导热高温尼龙复合材料，所述无卤阻燃剂是氢氧化镁、氢氧化铝、硼酸锌、磷氮系列无卤阻燃剂和氮膨胀性无卤阻燃剂中的一种或几种。

以上所述的导热高温尼龙复合材料，所述液体防火油为双酚A-双(二苯基磷酸酯)或二甲基硅油。。

以上所述的导热高温尼龙复合材料，所述的导热填料为氧化镁、氧化锌、氧化铝、氧化钙、氮化硼、氮化铝和氮化硅中的一种或者多种复配。

以上所述的导热高温尼龙复合材料，所述偶联剂为硅烷偶联剂和/或钛酸脂偶联剂。

以上所述的导热高温尼龙复合材料，所述抗氧剂优选1010、168、1076、1098、1790、425、2246和S9228中的一种或多种复配。

以上所述的导热高温尼龙复合材料，所述润滑剂为硬脂酸钙、硅酮、石蜡、聚乙烯蜡、硬脂酸锌中的一种或者多种复配。

一种上述导热高温尼龙复合材料的制备方法，包括以下步骤：

第一步：按权利要求1的配比称取原料；

第二步：将PPA树脂烘干，按质量百分比，将水份控制在0.02％以下；

第三步：将烘干的PPA树脂和偶联剂在混料机在搅拌混合；

第四步：向混料机中加入无卤阻燃剂、液体防火油、导热填料、抗氧剂和润滑剂，搅拌并混合均匀；搅拌过程中升温至110℃；

第五步：将第四步混合好的原料加入双螺杆挤出机进行挤出造粒。

以上所述的制备方法，双螺杆挤出机1区到10区的温度分别为：300℃、330℃、330℃、330℃、320℃、320℃、320℃、310℃、310℃和320℃。主机转速为400～550转/min，喂料机转速为800～1000转/min，真空度小于负0.06MPa。

本发明的尼龙复合材料导热效果好、阻燃等级高，能够满足欧盟标准阻燃材料无卤化的要求。

[具体实施方式]