[发明专利]一种绝缘高强纳米复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种绝缘高强纳米复合材料其由如下原料组成制成，其按重量份数计为：1)羟基化氮化硼/尼龙6母粒1～10份；2)尼龙6 100份。该复合材料由尼龙6基体和羟基化氮化硼组成，通过原位聚合法，在己内酰胺中添加50％～70％含量的羟基化氮化硼，进行己内酰胺的开环聚合，通过和表面官能团之间的接枝反应，将尼龙接枝到羟基化氮化硼上，从而制备出高含量羟基化氮化硼/尼龙6母粒。本发明提供的纳米复合材料导热性能优异可广泛应用于汽车、计算机、LED等的散热领域。本发明还公开了制备前述绝缘高强纳米复合材料的方法，采用原位接枝技术，使高填量氮化硼均匀分散在基体中，以降低界面热阻，其制备工艺合理，综合成本低。

技术领域

本发明涉及导热高分子复合材料领域，具体涉及一种绝缘高强纳米复合材料及其制备方法。

背景技术

随着电子器件的高频、高速以及集成电路技术的迅速发展，电子器件对散热的要求越来越高，快速有效的热扩散成为材料开发中非常关键的技术。高聚物以其易制备、轻质、低成本使其成为理想的热管理材料，

尼龙6具有优良的力学性能、较好的电性能以及耐磨、耐油、耐溶剂、自润滑、耐腐蚀和良好的加工性能，是目前聚酰胺塑料中产量最大的品种之一，广泛应用于汽车、电子电器、机械、航空航天工业领域及日常生活中。但尼龙6本身的结构特点决定了其为热的不良导体，限制了其在导热材料领域中的应用，采用导热填料对尼龙6进行改性是提高尼龙6及其它高分子材料热导率的有效途径。氮化硼作为一种新型的二维碳纳米材料，具有类似石墨层结构的晶体结构，不仅具有优良的电绝缘性、化学稳定性、较低的热膨胀系数，同时展现出优异的热导率，是一种优异的导热填料。

中国专利申请公开号为CN103450674A，“一种高导热尼龙6/石墨烯纳米复合材料及其制备方法”，该方法通过功能化石墨烯，同时采用原位接枝聚合从而提高还原氧化石墨烯在尼龙6基体中的分散程度而减少团聚现象，但该方法中使用的导热填料导电性能优异，不适用于绝缘材料，同时由于导热填料最大添加量仅为10％，故导热性能提升较不明显。中国专利申请公开号为CN10675177A，“一种尼龙6—石墨烯导热功能母粒及其制备方法”，该方法未经过原位聚合和填料功能化，直接将石墨烯和尼龙6进行熔融挤出，使得石墨烯在基体中分散不均匀，导热性能提升效果不明显，且石墨烯的价格较高，造成材料整体成本较高。因此，研究一种综合性能好、制备容易且成本低的新型复合材料，具有较大的实用价值。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种绝缘高强纳米复合材料，通过对六方氮化硼进行功能化，采用原位接枝技术使得较高的填料量进入基体，并使高填量氮化硼均匀地分散在基体中、以显著降低界面热阻，从而显著提升导热性能，使复合材料同时具备高度绝缘性能和良好的力学性能；此外，

本发明同时还提供一种制备上述绝缘高强纳米复合材料的方法，采用易得的组分、大幅降低复合材料的成本；其工艺合理、步骤紧凑、易于产业化。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种绝缘高强纳米复合材料，其特征在于，其由如下原料组成制成，其按重量份数计为：

1)羟基化氮化硼/尼龙6母粒 1～10份

2)尼龙6 100份。

所述的羟基化氮化硼/尼龙6母粒，按重量份数计，是由50～70份羟基化氮化硼、20～45份尼龙6单体、1～5份催化剂或引发剂，经预混、预聚、聚合、出料、造粒、洗涤和干燥后制得。

所述的尼龙6为纯聚酰胺6。

所述的羟基化氮化硼是由粒径为4微米的六方氮化硼经过尖端超声剥离后得到，粒径为400纳米，厚度为5纳米。

所述的尼龙6单体为ε-己内酰胺。