[发明专利]一种导热尼龙复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及导热技术领域，具体地，涉及一种导热尼龙复合材料及其制备方法。

背景技术

传统的塑料多为绝热材料，Coolpoly公司开发的导热塑料为这一领域带来新的契机。Coolpoly公司导热塑料的商业化应用于1998年，已制造大约上百年万制件该产品在多个领域获得成功，广泛应用于各种消费电子、电力电子、汽车、摩托车、照明，医用设备及其它用具等。Coolpoly导热塑料以工程塑料和通用塑料为基材，如PP、ABS、PC、PA、LCP、PPS、PEEK等。典型的导热塑料热传导率范围为1-20W/m·K，某些品级可以达到100W/m·K.折一数值大约是传统塑料的5-100倍，一般的热传导率只有0.2W/m·K。这一传导率也与一些金属相当，如不锈钢的热传导率为15W/m·K，一些铸铝合金的热传导率为50-100W/m·K。

与传统材料相比，导热塑料有较高的耐屈挠性和拉伸刚度，但抗冲击强度较差。导热塑料主要可用于替代一些对制件尺寸有严格要求的微型电子组件、光学组件、机械组件和医用组件的金属盒陶瓷制件。当以弹性体为基材时，可用作垫圈、减震器或接触材料。导热塑料把塑料成型的简易性与优异的热传导性相结合，可以通过注射成型实现某些金属或者陶瓷一样的热传递能力。同时，这一新型材料可以为设计师提供更多的设计自由度，而且制件的重量只有铝制品的一半。利用导热塑料加工可缩短成型周期20%～50%并且其固有的低热膨胀系统可有效减少制件收缩。

然而，导热塑料很难同时兼具导热性能高和优异的力学性能，难以满足实际需要的使用性能，从而限制了导热塑料的广泛应用。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种导热尼龙复合材料及其制备方法，其具有较高的导热性能和优异的力学性能，推动了导热塑料的广泛应用。

该导热尼龙复合材料，包括 PA6、无机填料、高导热填料、分散剂、抗氧剂，原料由如下质量百分比组成：

PA6，20-70%；无机填料，5-30%；高导热填料，10-40%；分散剂，0.1-10%；抗氧剂，0.1-10%。所述的无机填充物可以选玻璃纤维、云母粉、滑石粉、碳酸钙、硫酸钡中的一种或几种；高导热填料为石墨、纳米氧化铝、氮化铝、氮化硼、碳化硅、鳞片状高导热碳粉中的一种或多种的混合物；分散剂为TAF-A、EBS和硬脂酸锌的一种或几种；抗氧剂为抗氧剂1010[3－(3,5-二叔丁基－4－羟基苯基)丙酸]季戊四醇或抗氧剂168（三（2，4－二叔丁基苯基）亚磷酸酯）或者二者的混合物，优选二者的混合物。

所述导热复合材料的制备方法，包括如下具体步骤：

步骤1:按配方称量尼龙、无机填料和抗氧剂；将称量的尼龙、无机填料、高导热填料、抗氧剂和分散剂投入到低速混合机，得共混物料；步骤2：将步骤2中所得共混物投入到双螺杆挤出机，混匀后，熔融挤出；所述双螺杆挤出机各段温度从加料口到机头温度分别是150℃、250℃、240℃、230℃、220℃、210℃、210℃、210℃、210℃、210℃、220℃；其转速为300～400r/min；步骤3:冷却后切粒筛分、包装。

本发明所述导热尼龙复合材料，材料廉价易得，其具有较高的导热性能和优异的力学性能，推动了导热塑料的广泛应用，其制备方法简单，适于推广使用。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的数据，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

实施例1

将38.8kg的尼龙（白消光）和20.0kg的尼龙（网丝中档）、20kg云母粉、20kg高导热填料、0.4kg抗氧剂和0.8kg分散剂加入到低速混合机中，得共混物料。然后将中混料加入双螺杆挤出机中，加热熔融，挤出后经过水冷后切粒，得到本发明的导热尼龙复合材料。

所述双螺杆挤出机各段温度从加料口到机头温度分别是150℃、250℃、240℃、230℃、220℃、210℃、210℃、210℃、210℃、210℃、220℃；其转速为300～400r/min。

性能评价

上述实施例只为说明本申请的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明所做的等效变化或修饰，都应该涵盖在本申请的保护范围之内。