[发明专利]一种尼龙/碳纳米管阻燃导热复合材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种尼龙/碳纳米管阻燃导热复合材料及其制备方法。一种尼龙/碳纳米管阻燃导热复合材料，各原料组分质量百分比如下：尼龙树脂79～94.5％；阻燃剂DDP修饰的碳纳米管5～20％；抗氧剂0.5～1％。所述的尼龙/碳纳米管阻燃导热复合材料制备方法，包括：采用偶联剂KH‑560对碳纳米管进行表面改性接枝处理，然后通过羧基开环反应将阻燃剂DDP键合到碳纳米管表面，得到表面经阻燃剂DDP修饰的碳纳米管；将制备的表面经阻燃剂DDP修饰的碳纳米管、尼龙树脂颗粒和抗氧剂分散均匀，得到混合基料；将得到的混合基料加入双螺杆挤出机中，经过挤出熔融共混，造粒得到复合材料的切片粒料；将得到的切片粒料经过注塑成型，制得尼龙/碳纳米管阻燃导热复合材料。

技术领域

本发明涉及一种尼龙树脂基阻燃导热复合材料，尤其是涉及一种尼龙/碳纳米管阻燃导热复合材料及其制备方法。

背景技术

尼龙（PA）是工程塑料里面应用较为广泛的一种。PA的性能优异，它具有良好的力学性能，耐油性，耐腐蚀性，耐磨性等诸多优异性能，从生产出来就受到人们的追捧，因此日常生活、工业上获得十分普遍的使用。其中PA6和PA66产量较大，约占尼龙总产量的90%以上，而且随着通讯、电子、电气等行业的快速发展，对PA的需求愈来愈大。如家用电器外壳、台灯外壳、底座、插座等部位用尼龙需要尼龙具有一定的导热系数，能够及时将电器产生的热量耗散出去，并且在大规模使用的尼龙时面临的应用条件比较严格，如较高的温度、电压、湿度等带电工作情况中，泄电、短路、电火花等情况是极易引起火灾存在很大的安全隐患。因此，针对尼龙的应用领域开发一种既能导热又具有阻燃性的产品便越发急切。

通常，通过添加阻燃剂和导热颗粒是可以有效提高尼龙复合材料导热和阻燃性能的有效途径。但是，直接添加的阻燃剂，在复合材料长期使用的过程中易出现阻燃剂泄漏和渗出的情况，从而导致复合材料的阻燃性能下降及材料使用环境的阻燃剂污染问题；同时，添加的导热颗粒由于自身和尼龙基体之间存在界面热阻，而导致尼龙树脂导热性能下降，不宜用作高性能导热材料。在这种背景下，研究一种高强度、高阻燃、高导热性能的尼龙树脂基复合材料便有重大的科学和经济意义。

中国发明专利申请CN 106317863 A公开了一种尼龙/碳纳米管复合材料及其制备方法，可用于选择性激光烧结（Selective Laser Sintering，简称SLS）的尼龙/碳纳米管复合粉末材料及其制备方法，具体包括如下组分：尼龙树脂，溶剂，碳纳米管，碳纳米管分散剂，流动助剂，抗氧剂。发明中制备的尼龙/碳纳米管复合粉末材料具有良好的力学性能，碳纳米管在尼龙基体中具有良好的分散性，SLS烧结所得的成型件成型效果及尺寸精度都良好，材料制备工艺简单，环保无污染。该发明的目的是制备力学性能优异的复合材料，强调用激光烧结的技术成型方法，发明中使用的碳纳米管未经任何修饰。

本发明的目的是制备阻燃导热复合材料，发明中使用的碳纳米管先经过硅烷偶联剂KH-560修饰，再键合阻燃剂DDP修饰，然后再共混挤出造粒，最后通过注塑成型或热压成型。

中国发明专利申请CN 113150541 A公开了一种高强度高导热尼龙复合材料及其制备方法，提供了一种高强度高导热尼龙复合材料，所述尼龙复合材料由如下重量份的原料组成：尼龙树脂100份、碳纤维5～30份、导热填料10～30份、分散剂0.1～5份、抗氧剂0.1～5份；所述尼龙树脂由5～30％石墨烯，尼龙母粒和70～95％纯尼龙树脂构成；所述碳纤维表面接枝有碳纳米管；通过将高导热填料如石墨烯、碳纳米管预处理后再进行熔融共混，使填料良好分散并在低含量下即可构建导热通路，从而显著提高复合材料的导热性能，并且通过在基体中加入碳纤维，提高了材料的整体力学性能，改善了尺寸稳定性，同时降低了尼龙的吸水率。该发明的目的是制备高强度高导热尼龙复合材料，强调碳纤维表面接枝碳纳米管，使用的原料有尼龙树脂、碳纤维、导热填料、分散剂、抗氧剂5类。

本发明的目的是制备阻燃导热复合材料，使用原料尼龙树脂、阻燃剂DDP修饰过的碳纳米管、抗氧剂3类，强调碳纳米管表面修饰阻燃剂DDP。两者发明目的不同，使用的原料不同，采用的技术手段不同。