专利名称：一种高导热的尼龙复合材料及其制备方法
技术领域：
本发明涉及高分子材料领域，尤其涉及一种高导热的尼龙复合材料及其制备方法。
背景技术：
目前国内对不同领域的导热复合材料的研究报道多是导热胶粘剂、导热橡胶、导热灌封材料，对高导热性塑料材料的研究主要是以PE、PP和环氧树脂为基材，而对热塑性工程塑料的研究和专利较少。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。尼龙6 (polyamide 6,简称PA6)是一种 优异的工程塑料，具有优良的无缺口耐冲击性能。而其导热系数较低，为O. 30W/m*k，这限制了其在散热、导热等领域的应用。中国专利公布号CN 102372919 A，公布日2012年3月14日，名称为一种耐磨尼龙66纳米复合材料，该申请案公开了一种耐磨尼龙66纳米复合材料，由以下组份按重量份组成，98-100的尼龙66、0· 05-1的纳米氮化硅、O. 1-0. 4的抗氧剂1010和O. 1-0. 4的抗氧剂168。其不足之处在于，制得的尼龙复合材料导热性能差。
发明内容
本发明的目的之一在于为了解决现有技术尼龙复合材料导热性能差的缺陷而提供一种高导热的尼龙复合材料。本发明的另一个目的是提供一种高导热的尼龙复合材料的制备方法。为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案
一种高导热的尼龙复合材料，所述尼龙复合材料由以下重量百分比的原料混合制成尼龙6 35-89%、经表面处理的石墨粉10-60%、改性助剂O. 6_5%、稀土元素钇O. 1-0. 2%和铝纤维O. 2-10%。在本技术方案中，尼龙6的导热系数仅为O. 30 W/m*k，石墨粉具有导热率高、易分散及性能稳定的特性，在尼龙6粉粒中加入石墨粉，有利于提高复合材料的导热性能；而铝纤维是与传统的钢纤维铜纤维相比更具有熔点低、硬度低、可消音、导热性能好、无重金属污染等特性，铝比重是铜的30%，故选用铝纤维，加入铝纤维更进一步的提升复合材料的导热性能。加入O. 6-5%的改性助剂，可以有效的改善尼龙6复合材料的性能，若加入过多，则会引起尼龙6复合材料性能的变差；加入O. 2-10%额铝纤维，可以有效提高尼龙6复合材料的导热系数，但是加入过多，则会引起尼龙6复合材料的塑性急剧降低；稀土元素钇作为一种高温超导体，其导热性能卓越，若加入过多，则会因钇在空气中不稳定而引起尼龙6复合材料性能的降低，故本发明经过反复试验比较及优化，确定尼龙6 35-89%、经表面处理的石墨粉10-60%、改性助剂O. 6-5%、稀土元素钇O. 1-0. 2%和铝纤维O. 2_10%。作为优选，所述改性助剂由以下重量百分比的物质组成抗氧剂O. 1_10%、光稳定剂O. 1-10%、分散剂O. 1-80%与偶联剂O. 1-80%。在本技术方案中，抗氧剂选用抗氧剂B225，其由主抗氧剂1010和辅助抗氧剂168复配而成，能维持原有的熔融指数，低色污。光稳定剂选用783 ;分散剂选用霍尼韦尔A-C 6A，偶联剂为钛酸酯偶联剂NDZ311。作为优选，所述经表面处理的石墨粉的表面处理的具体步骤为将石墨粉含量的1/10-1/2的铝酸酯与石墨粉搅拌25-35min ;石墨粉的细度为100-150 μ m。在本技术方案中，将石墨粉经过表面处理，提高细度、亮度并降低粘度，增加石墨粉的附着力。作为优选,所述招纤维的直径为25-35 μ m,长度为2_4mm。作为优选，所述尼龙6的粒度为80-100目。一种高导热的尼龙复合材料的制备方法，所述制备方法包括以下步骤
a)将尼龙6研磨，得到80-100目的尼龙6粉粒，在氮气氛围下，将稀土元素钇磨成2-4mm的粉粒； b)将步骤a)得到的尼龙6粉粒与稀土元素钇和经表面处理的石墨粉、改性助剂在氮气氛围下，用高速配料搅拌机搅拌5-20min，然后向高速配料搅拌机内加入铝纤维，继续搅拌2-3min,得到混合物料；
c)将步骤b)制得的混合物料经双螺杆挤出机螺杆挤出成型。作为优选，步骤c)中，双螺杆挤出机的加工温度为280_295°C，喂料频率5_20Hz，主机转速 200-500r/min。作为优选，所述尼龙复合材料由以下重量百分比的原料混合制成尼龙635-89%、经表面处理的石墨粉10-60%、改性助剂O. 6_5%、稀土元素钇O. 1-0. 2%和铝纤维
O.2-10%ο本发明的有益效果是，本发明所制得的尼龙复合材料的导热系数大幅提升，同时拉伸强度、弯曲强度亦有提升。
具体实施例方式以下结合具体实施例对本发明做进一步的解释
实施例I
一种高导热的尼龙复合材料的制备方法，按以下重量百分比配制原料，
权利要求
1.一种高导热的尼龙复合材料，其特征在于，所述尼龙复合材料由以下重量百分比的原料混合制成尼龙6 35-89%、经表面处理的石墨粉10-60%、改性助剂O. 6_5%、稀土元素钇O.1-0. 2% 和铝纤维 O. 2-10%O
2.根据权利要求I所述的一种高导热的尼龙复合材料，其特征在于，所述改性助剂由以下重量百分比的物质组成抗氧剂O. 1-10%、光稳定剂O. 1-10%、分散剂O. 1-80%与偶联剂O.I-80%O
3.根据权利要求I或2所述的一种高导热的尼龙复合材料，其特征在于，所述经表面处理的石墨粉的表面处理的具体步骤为将石墨粉含量的1/10-1/2的铝酸酯与石墨粉搅拌 25-35min ;石墨粉的细度为100-150 μ m。
4.根据权利要求I所述的一种高导热的尼龙复合材料，其特征在于，所述铝纤维的直径为25-35 μ m,长度为2_4mm。
5.根据权利要求I或2或4所述一种高导热的尼龙复合材料，其特征在于，所述尼龙6的粒度为80-100目。
6.—种如权利要求I所述的高导热的尼龙复合材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤 a)将尼龙6研磨，得到80-100目的尼龙6粉粒，在氮气氛围下，将稀土元素钇磨成2-4mm的粉粒； b)将步骤a)得到的尼龙6粉粒与稀土元素钇和经表面处理的石墨粉、改性助剂在氮气氛围下，用高速配料搅拌机搅拌5-20min，然后向高速配料搅拌机内加入铝纤维，继续搅拌2-3min,得到混合物料； c)将步骤b)制得的混合物料经双螺杆挤出机螺杆挤出成型。
7.根据权利要求6所述的一种高导热的尼龙复合材料的制备方法，其特征在于，步骤c)中，双螺杆挤出机的加工温度为280-295°C，喂料频率5-20Hz，主机转速200_500r/min。
8.根据权利要求6所述的一种高导热的尼龙复合材料，其特征在于，所述尼龙复合材料由以下重量百分比的原料混合制成尼龙6 35-89%、经表面处理的石墨粉10-60%、改性助剂O. 6-5%、稀土元素钇O. 1-0. 2%和铝纤维O. 2-10%ο
全文摘要
本发明涉及一种高导热的尼龙复合材料及其制备方法，尼龙复合材料由以下重量百分比的原料配制而成尼龙635-89%、经表面处理的石墨粉10-60%、改性助剂0.6-5%、稀土元素钇0.1-0.2%和铝纤维0.2-10%；经过研磨、混合、挤出成型制得。本发明所制得的尼龙复合材料具有高导热性能，且拉伸强度、弯曲强度亦有提升。
文档编号C08K13/06GK102775767SQ201210156510
公开日2012年11月14日 申请日期2012年5月21日 优先权日2012年5月21日
发明者黄立波 申请人:宁波泛龙塑料新材料有限公司