一种led灯用碳化硅-尼龙导热复合材料及其制备方法
【专利摘要】一种LED灯用碳化硅?尼龙导热复合材料，由下列重量份的原料制成：尼龙6 200份、微纳米碳化硅晶须20?30份、月桂酸钠3?4份、亚磷酸酯3?4份、碳纤维20?30份、丙酮50?60份、60?70%硝酸80?100份、硅烷偶联剂A?171 3?4份、1?3%醋酸水溶液70?80份、亚甲基二对苯基二异氰酸酯15?20份、（甲基）丙烯酸羟丙酯20?25份、催化剂0.4?1份、阻聚剂0.4?2份、四氢呋喃150?170份、甲苯80?100份、去离子水适量。本发明使用化学性能稳定、导热系数高、热膨胀系数小、耐磨性能好的碳化硅，再利用碳化硅和碳纤维的协同作用，增强尼龙导热复合材料的导热性能。
【专利说明】
一种LED灯用碳化硅-尼龙导热复合材料及其制备方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种尼龙导热材料及其制备方法，具体涉及一种LED灯用碳化硅-尼龙导热复合材料。【背景技术】
[0002]—般来说，纯塑料材料的导热系数远远不及金属、陶瓷材料，但是它的绝缘性能好。导热塑料不仅具有金属和陶瓷的热传递性能，同时还保留了普通塑料在设计、性能和成本方面的优点，具有散热均匀、重量轻、多种基础树脂的选择、成型加工方便、热膨胀系数低、成型收缩率低、工作温度低和提高设计自由度特点，广泛被用于各行各业中。
[0003]目前，导热塑料最典型的应用是在照明领域，主要用于制作需要散热良好的LED节能灯的灯杯等，虽然LED节能灯所消耗的热量要比普通光源小得多，但因为LED节能灯结构紧凑、功能强大，如何有效散热仍然是一个重要的问题。
[0004]中国专利申请CN102408710A公开了一种高导热尼龙66复合材料，其基材全部采用尼龙66，硬度高，加入导热填料后，材料拉伸性能、弯曲性能变差，而其配方中仅加入偶联剂和抗氧剂，使得整个体系的加工性能差，在生产挤出过程中会产生断头现象，不能适用于工业化连续化生产。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种LED灯用碳化硅-尼龙导热复合材料及其制备方法。
[0006]本发明通过如下技术方案实现上述目的的:一种LED灯用碳化硅-尼龙导热复合材料，其特征在于，所述的导热复合材料由下列重量份的原料制成:尼龙6 200份、微纳米碳化硅晶须20-30份、月桂酸钠3-4份、亚磷酸酯3-4 份、碳纤维20-30份、丙酮50-60份、60-70%硝酸80-100份、硅烷偶联剂A-171 3-4份、1-3%醋酸水溶液70-80份、亚甲基二对苯基二异氰酸酯15-20份、(甲基)丙烯酸羟丙酯20-25份、催化剂0.4-1份、阻聚剂0.4-2份、四氢呋喃150-170份、甲苯80-100份、去离子水适量。
[0007]—种LED灯用碳化硅-尼龙导热复合材料，其特征在于，所述的导热复合材料由如下步骤制得:(1)碳纤维的表面改性将碳纤维置于丙酮溶液中浸泡l〇_12h，过滤，去离子水洗涤2-3次，100-120 °C鼓风干燥机中干燥3-4h;用60-70%硝酸回流氧化碳纤维5-7h，过滤，去离子水洗涤至PH为6-7，于100-120°C鼓风干燥机中干燥至恒重;将硝酸氧化的碳纤维置于1-3%醋酸水溶液中，加入硅烷偶联剂A-171，超声2-3h，得到表面改性的碳纤维。
[0008](2)高聚物包覆碳化硅的制备将微纳米碳化硅晶须超声分散在四氢呋喃和甲苯中，再加入亚甲基二对苯基二异氰酸酯、催化剂、阻聚剂混合均匀;在30-40°C下，缓慢滴加(甲基)丙烯酸羟丙酯;升高温度至50-60°C，反应5-8h，得到高聚物包覆碳化硅；(3)碳化硅-尼龙导热复合材料的制备将尼龙6置于80-85°C的鼓风干燥机中干燥8-10h，与表面改性的碳纤维、高聚物包覆碳化硅、月硅酸钠、亚磷酸脂一起加入高混机中高速搅拌40-50min，待混合均匀后将其加入双螺杆挤出机中熔融挤出，拉条冷却造粒。
[0009]—种LED灯用碳化硅-尼龙导热复合材料，其特征在于，所述催化剂可以选自二月桂酸二丁基锡、马来酸二丁基锡、马来酸单丁酯二丁基锡、辛酸亚锡中的一种或多种复配。
[0010]—种LED灯用碳化硅-尼龙导热复合材料，其特征在于，所述阻聚剂可以选自对羟基苯甲醚，对苯二酚，2,6_二叔丁基对甲酚中的一种或多种复配。
[0011]与现有技术相比，本发明的有益效果是:本发明使用化学性能稳定、导热系数高、热膨胀系数小、耐磨性能好的碳化硅，再利用碳化硅和碳纤维的协同作用，增强尼龙导热复合材料的导热性能;对碳纤维进行表面改性， 用高聚物包覆碳化硅，增加了碳纤维、碳化硅和尼龙6的相容性，有利于碳纤维和碳化硅在尼龙6中的分散;亚磷酸酯的加入，提高了尼龙导热复合材料的抗氧化性能和光稳定性。本发明的尼龙导热复合材料结构致密，绝缘安全，传热、散热快，力学性能好，经久耐用，能有效的保护LED灯具，大大延长灯具的使用寿命。【具体实施方式】
[0012]本实施例的LED灯用碳化硅-尼龙导热复合材料，由下列重量份的原料制成:尼龙6 200份、微纳米碳化硅晶须30份、月桂酸钠4份、亚磷酸酯4份、碳纤维20份、丙酮60份、60%硝酸100份、硅烷偶联剂A-171 4份、3%醋酸水溶液80份、亚甲基二对苯基二异氰酸酯20份、(甲基)丙烯酸羟丙酯25份、催化剂1份、阻聚剂2份、四氢呋喃170份、甲苯100份、去离子水适量。
[0013]本实施例的LED灯用碳化硅-尼龙导热复合材料，其特征在于，所述的导热复合材料由如下步骤制得:(1)碳纤维的表面改性将碳纤维置于丙酮溶液中浸泡12h，过滤，去离子水洗涤3次，120°C鼓风干燥机中干燥 4h;用60%硝酸回流氧化碳纤维5h，过滤，去离子水洗涤至PH为6，于100°C鼓风干燥机中干燥至恒重;将硝酸氧化的碳纤维置于3%醋酸水溶液中，加入硅烷偶联剂A-171，超声2h，得到表面改性的碳纤维。
[0014](2)高聚物包覆碳化硅的制备将微纳米碳化硅晶须超声分散在四氢呋喃和甲苯中，再加入亚甲基二对苯基二异氰酸酯、催化剂、阻聚剂混合均匀；在30°C下，缓慢滴加(甲基)丙烯酸羟丙酯；升高温度至60°C， 反应8h，得到高聚物包覆碳化娃；(3)碳化硅-尼龙导热复合材料的制备将尼龙6置于85°C的鼓风干燥机中干燥10h，与表面改性的碳纤维、高聚物包覆碳化硅、 月硅酸钠、亚磷酸脂一起加入高混机中高速搅拌50min，待混合均匀后将其加入双螺杆挤出机中熔融挤出，拉条冷却造粒。[〇〇15]经测试，本发明的LED灯用碳化硅-尼龙导热复合材料导热系数大于3WAm*K)，吸水率(23°C，24h)小于0.10%，拉伸强度大于40MPa，弯曲强度大于60MPa。
【主权项】
1.一种LED灯用碳化硅-尼龙导热复合材料，其特征在于，所述的导热复合材料由下列 重量份的原料制成:尼龙6 200份、微纳米碳化硅晶须20-30份、月桂酸钠3-4份、亚磷酸酯3-4份、碳纤维20-30份、丙酮50-60份、60-70%硝酸80-100份、硅烷偶联剂A-171 3-4份、1-3%醋 酸水溶液70-80份、亚甲基二对苯基二异氰酸酯15-20份、(甲基)丙烯酸羟丙酯20-25份、催 化剂0.4-1份、阻聚剂0.4-2份、四氢呋喃150-170份、甲苯80-100份、去离子水适量。2.—种LED灯用碳化硅-尼龙导热复合材料，其特征在于，所述的导热复合材料由如下 步骤制得:(1)碳纤维的表面改性将碳纤维置于丙酮溶液中浸泡1 〇-12h，过滤，去离子水洗涤2-3次，100-120 °C鼓风干燥 机中干燥3-4h;用60-70%硝酸回流氧化碳纤维5-7h，过滤，去离子水洗涤至PH为6-7，于100-120°C鼓风干燥机中干燥至恒重;将硝酸氧化的碳纤维置于1-3%醋酸水溶液中，加入硅烷偶 联剂A-171，超声2-3h，得到表面改性的碳纤维；(2 )高聚物包覆碳化硅的制备将微纳米碳化硅晶须超声分散在四氢呋喃和甲苯中，再加入亚甲基二对苯基二异氰酸 酯、催化剂、阻聚剂混合均匀;在30-40°C下，缓慢滴加(甲基)丙烯酸羟丙酯;升高温度至50-60°C，反应5-8h，得到高聚物包覆碳化硅；(3)碳化硅-尼龙导热复合材料的制备将尼龙6置于80-85°C的鼓风干燥机中干燥8-10h，与表面改性的碳纤维、高聚物包覆碳 化硅、月硅酸钠、亚磷酸脂一起加入高混机中高速搅拌40-50min，待混合均匀后将其加入双 螺杆挤出机中熔融挤出，拉条冷却造粒。3.—种LED灯用碳化硅-尼龙导热复合材料，其特征在于，所述催化剂可以选自二月桂 酸二丁基锡、马来酸二丁基锡、马来酸单丁酯二丁基锡、辛酸亚锡中的一种或多种复配。4.一种LED灯用碳化硅-尼龙导热复合材料，其特征在于，所述阻聚剂可以选自对羟基 苯甲醚，对苯二酚，2,6_二叔丁基对甲酚中的一种或多种复配。
【文档编号】C08L77/02GK106009651SQ201610545455
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年7月12日
【发明人】肖宪书
【申请人】蚌埠高华电子股份有限公司