[发明专利]一种代替铝制品的导热尼龙及其制备方法

说明书

本发明涉及尼龙技术领域，具体涉及一种代替铝制品的导热尼龙及其制备方法，包括如下重量份数的原料：PA6 50份、碳纤维20‑30份、氮化铝30‑40份、分散剂1‑3份、润滑剂1‑2份、抗氧化剂0.5‑1份。本发明以碳纤维和氮化铝作为复合导热填料，增强了尼龙材料的力学性能，并且以碳纤维为氮化铝的支架，在尼龙基体内形成丰富的三维导热网络，显著提高了材料的导热性能，有望取代铝制品的导热作用。

技术领域

本发明涉及尼龙技术领域，具体涉及一种代替铝制品的导热尼龙及其制备方法。

背景技术

随着工业生产和科学技术的发展，许多领域对材料的导热性能提出了较高的要求，特别是LED领域中的芯片封装和灯具设计应用，需要通过导热材料来释放LED所产生的热量。目前市场上LED照明产品采用的散热器几乎全部为金属材料或陶瓷材料，但是金属产品比重大、成型工序多(如压铸铝：需要经浇铸、压铸、打磨、抛光、镀镍、氮化的一系列工艺)、成型周期长、设备占据空间大；陶瓷产品则成型工艺更加复杂，外形单一且大规模自动化生产不易实现，成本也相对更高。与这常用的两种材料相比，采用有机导热塑料具有轻量化、设计自由度高、能耗小、污染小、大规模生产程度高等优势。

产量居工程塑料首位的尼龙，由于具有优良的力学性能和较好的电性能，又具有耐磨、耐油、耐溶剂、自润滑、耐腐蚀及良好的加工性能等优点，被广泛地应用于汽车、电子电器、机械、电气、兵器等领域。但尼龙的导热系数一般为0.25W(m·K)^-1，这限制了其在散热、导热等领域的应用，将尼龙改性制备成导热材料，进一步拓宽了尼龙的应用范围。

发明内容

为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种代替铝制品的导热尼龙及其制备方法。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种代替铝制品的导热尼龙，包括A组分，所述A组分包括如下重量份数的原料：

对于填充塑料的导热性能主要取决于导热填料是否在基体中形成导热通路，本发明以碳纤维和氮化铝作为复合导热填料，增强了尼龙材料的力学性能，并且以碳纤维为氮化铝的支架，在尼龙基体内形成丰富的三维导热网络，显著提高了材料的导热性能，有望取代铝制品的导热作用。

其中，所述PA6在230℃和2.16kg负荷下的熔融指数为15-20g/10min，相对粘度为2.5-3。通过优选PA6的熔融指数和相对粘度可以提升其加工性能，有助于提高导热填料在尼龙中的分散性，改善尼龙材料的力学性能和导热性能。

其中，所述碳纤维的单丝直径为6-8μm，长度为2-3mm。

其中，所述氮化铝的直径为100-200nm。

本发明采用微米级的碳纤维和纳米级的氮化铝进行复配，氮化铝更容易分散于碳纤维之间的空隙中，更容易在基体中形成紧密的导热链，使得复合材料的导热率显著提升。

其中，所述分散剂为芥酸酰胺、油酸酰胺或两者的混合物。

其中，所述润滑剂为滑石粉、聚乙烯蜡和聚丙烯蜡中的至少一种。

其中，所述抗氧化剂为受阻酚类抗氧剂和/或亚磷酸酯类抗氧剂。

如上所述的一种代替铝制品的导热尼龙的制备方法，包括如下步骤：将碳纤维、氮化铝和分散剂进行混合，得到预分散料，将所述预分散料与PA6、润滑剂和抗氧化剂加入至双螺杆挤出机进行熔融挤出即得。