[发明专利]一种PA6/MgO导热复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于高分子材料加工领域，具体涉及一种MgO高填充量的PA6/MgO导热复合材料。

技术背景

PA6树脂为聚酰胺6，俗称尼龙6，是最常用的工程材料之一，具有热塑性、轻质、韧性好、耐化学品和耐久性好等特性，一般用于汽车零部件、机械部件、电子电器产品、工程配件等产品，成为用量最大的热塑性塑料之一，也是制备导热复合材料的热门课题之一。

PA6树脂导热系数较低，一般在0.2(W/m·K)左右。其热导系数较低这一缺点，也大大限制了其使用范围与使用寿命。因此开发制备高导热PA6材料，就必须对其进行改性复合。

MgO作为一种常见的导热填料，其导热系数为40W/(m·k)，具有来源广泛，价格便宜并且易于大规模生产，受到了越来越多商家的青睐，因此可作为PA6材料的导热填料，对于其提高导热系数、降低成本具有重要意义。

公开号为CN102408710A的中国专利文献公开了一种采用尼龙66、氮化硼、碳化硅、氮化铝、氧化铝等原料制备了高导热尼龙复合材料，其使用的原料尼龙相对于尼龙较贵，氮化硼、氮化铝每公斤价格在几百元一几千元之间，成本高昂。碳化硅和氧化铝的莫氏硬度均在9以上，对生产设备会产生严重磨损。

公开号为CN102775767 A的中国专利文献公开了一种采用尼龙6、石墨粉、铝纤维等制备了高导热的尼龙复合材料，由于使用了石墨粉和铝纤维，材料不具有电绝缘性。

公开号为CN103602060 A的中国专利文献公开了一种采用尼龙6、纤维状导热填料、绝缘导热粉、导热耐磨粉等制备了导热耐磨绝缘尼龙复合材料，由于未使用阻燃剂，材料不具有阻燃性。另外，其导热耐磨粉为膨胀石墨或鳞片石墨，得到的材料的颜色只能是黑色。

现有技术还存在诸多问题，本领域迫切需要开发一种低成本、高导热、绝缘、力学性能优异的PA6复合材料。

发明内容

本发明针对PA6导热系数较低，应用领域受到局限，提供了一种PA6/MgO导热复合材料，旨在通过物料的协同配合，一方面提升廉价MgO的填充量，另一方面提升制得的复合材料的导热系数。

此外，本发明还提供了一种所述的PA6/MgO导热复合材料的制备方法。

一种PA6/MgO导热复合材料，包括以下重量份的组分：

所述的MgO填料中包括MgO填料A、MgO填料B；所述的MgO填料A的粒径为1～10μm；所述的MgO填料B为30～50μm。

本发明人通过大量研究发现，采用所述的不同粒径范围的MgO填料复配使用，再协同配合于所述的其他组分，可制得具有良好性能的复合材料。在导热填料不同填充量的情况下，可获得不同导热系数的复合材料，同时也提高了复合材料的电绝缘性、拉伸强度和缺口冲击强度，扩大PA6的应用领域与应用功能。

本发明技术方案，通过大小粒径氧化镁复配作用，相较于单一粒径，大大提高了PA6的导热性能；同时大小粒径复配也提高了粉体问的紧密堆积度，增强了复合材料的力学性能。

本发明人还发现，调控MgO填料A、MgO填料B的重量比，可进一步改善制得的复合材料的性能。

作为优选，MgO填料中，MgO填料A、MgO填料B的重量比为1∶4～4∶1；进一步优选为1∶4～3∶1。

通过研究发现，在所述优选的MgO填料A、MgO填料B的重量比下，所述的复合材料的导热性能和力学性能得到进一步提升。在上述重量比之外，复合材料的导热性能和力学性能都有不同程度的降低。

最优选，MgO填料中，MgO填料A、MgO填料B的重量比为1∶3～2∶1。在该优选范围内，复合材料的导热性能提升更明显，且材料强度高，特别是在1∶3比例下，制得的复合材料的导热效果最好，力学性能也表现优异。

所述的MgO填料中存在部分长径比大于1的粒子。MgO填料中，MgO填料A的长径比为1～20；MgO填料B的长径比为1～5。通过该优选的长径比的MgO填料A、B的复配使用，可进一步提升复合材料的性能。

作为优选，硅烷偶联剂为N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷。该优选的硅烷偶联剂可进一步改善制得的复合材料性能。

作为优选，所述的抗氧剂为抗氧剂1010(主抗氧剂)和抗氧剂168(辅抗氧剂)。研究发现，采用所述的复配的所述的抗氧剂，可进一步提升复合材料的性能。

作为优选，所述的抗氧剂中，对主抗氧剂和辅抗氧剂的质量进行优化调控，可进一步改善制得的复合材料的性能。