本發(fā)明涉及一種尼龍導熱材料及其制備方法，具體涉及一種LED燈用鎂橄欖石-尼龍導熱復合材料。

背景技術(shù)：

一般來說，純塑料材料的導熱系數(shù)遠遠不及金屬、陶瓷材料，但是它的絕緣性能好。導熱塑料不僅具有金屬和陶瓷的熱傳遞性能，同時還保留了普通塑料在設計、性能和成本方面的優(yōu)點，具有散熱均勻、重量輕、多種基礎樹脂的選擇、成型加工方便、熱膨脹系數(shù)低、成型收縮率低、工作溫度低和提高設計自由度特點，廣泛被用于各行各業(yè)中。

目前，導熱塑料最典型的應用是在照明領(lǐng)域，主要用于制作需要散熱良好的LED節(jié)能燈的燈杯等，雖然LED節(jié)能燈所消耗的熱量要比普通光源小得多，但因為LED節(jié)能燈結(jié)構(gòu)緊湊、功能強大，如何有效散熱仍然是一個重要的問題。

中國專利申請CN102408710A公開了一種高導熱尼龍66復合材料，其基材全部采用尼龍66，硬度高，加入導熱填料后，材料拉伸性能、彎曲性能變差，而其配方中僅加入偶聯(lián)劑和抗氧劑，使得整個體系的加工性能差，在生產(chǎn)擠出過程中會產(chǎn)生斷頭現(xiàn)象，不能適用于工業(yè)化連續(xù)化生產(chǎn)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種LED燈用鎂橄欖石-尼龍導熱復合材料及其制備方法。

本發(fā)明通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)上述目的的：

一種LED燈用鎂橄欖石-尼龍導熱復合材料，其特征在于，所述的導熱復合材料由下列重量份的原料制成：尼龍6 200份、尼龍66 40-50份、鎂橄欖石20-30份、碳纖維20-30份、丙酮50-60份、60-70%硝酸80-100份、正硅酸乙酯3-4份、馬來酸酐3-4份、甲苯-2,4-二異氰酸酯15-20份、（甲基）丙烯酸羥丙酯20-25份、催化劑0.4-1份、阻聚劑0.4-2份、木質(zhì)素磺酸鈉3-5份、酒石酸氫鉀3-4份、四氫呋喃150-170份、甲苯80-100份、去離子水適量。

一種LED燈用鎂橄欖石-尼龍導熱復合材料，其特征在于，所述的導熱復合材料由如下步驟制得：

（1）碳纖維的表面改性

將碳纖維置于丙酮溶液中浸泡10-12h，過濾，去離子水洗滌2-3次，100-120℃鼓風干燥機中干燥3-4h；用60-70%硝酸回流氧化碳纖維5-7h，過濾，去離子水洗滌至PH為6-7，于100-120℃鼓風干燥機中干燥至恒重；將硝酸氧化的碳纖維置于正硅酸乙酯、馬來酸酐及相當于其總重量份的10-12倍的去離子水配置的溶液中，超聲40-50min，50-60℃干燥，得到表面改性的碳纖維；

（2）高聚物包覆鎂橄欖石的制備

將鎂橄欖石研磨篩分，超聲分散在四氫呋喃和甲苯中，再加入甲苯-2,4-二異氰酸酯、催化劑、阻聚劑混合均勻；在30-40℃下，緩慢滴加（甲基）丙烯酸羥丙酯；升高溫度至50-60℃，反應5-8h，得到高聚物包覆鎂橄欖石；

（3）鎂橄欖石-尼龍導熱復合材料的制備

將尼龍6和尼龍66一起置于80-85℃的鼓風干燥機中干燥8-10h，與表面改性的碳纖維、高聚物包覆鎂橄欖石、木質(zhì)素磺酸鈉、酒石酸氫鉀一起加入高混機中高速攪拌40-50min，待混合均勻后將其加入雙螺桿擠出機中熔融擠出，拉條冷卻造粒。

一種LED燈用鎂橄欖石-尼龍導熱復合材料，其特征在于，所述催化劑可以選自二月桂酸二丁基錫、馬來酸二丁基錫、馬來酸單丁酯二丁基錫、辛酸亞錫中的一種或多種復配。

一種LED燈用鎂橄欖石-尼龍導熱復合材料，其特征在于，所述阻聚劑可以選自對羥基苯甲醚，對苯二酚，2,6-二叔丁基對甲酚中的一種或多種復配。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明采用耐熱性好、彈性高的尼龍6與耐疲勞、硬度高、耐磨損的尼龍66復配作為基體材料；使用具有耐高溫，抗浸蝕，化學穩(wěn)定性好、較高的耐火度、導熱系數(shù)高、熱膨脹系數(shù)小的鎂橄欖石，并利用鎂橄欖石和碳纖維的協(xié)同作用，提高了尼龍導熱復合材料的導熱性能；對碳纖維進行表面改性，用高聚物包覆鎂橄欖石，使得碳纖維和鎂橄欖石在基體材料中分散均勻，碳纖維和鎂橄欖石與尼龍基體之間的界面相互作用力強，有利于熱在界面處的傳導，減小界面熱阻，同時也利用應力在界面處的傳遞，較強的界面作用顯著提高了尼龍導熱復合材料的力學性能與熱穩(wěn)定性。

具體實施方式

本實施例的LED燈用鎂橄欖石-尼龍導熱復合材料，所述的導熱復合材料由下列重量份的原料制成：尼龍6 200份、尼龍66 40份、鎂橄欖石20份、碳纖維20份、丙酮60份、60%硝酸100份、正硅酸乙酯3份、馬來酸酐3份、甲苯-2,4-二異氰酸酯20份、（甲基）丙烯酸羥丙酯25份、催化劑1份、阻聚劑2份、木質(zhì)素磺酸鈉5份、酒石酸氫鉀3份、四氫呋喃170份、甲苯100份、去離子水適量。

本實施例的LED燈用鎂橄欖石-尼龍導熱復合材料，所述的導熱復合材料由如下步驟制得：

（1）碳纖維的表面改性

將碳纖維置于丙酮溶液中浸泡12h，過濾，去離子水洗滌3次，120℃鼓風干燥機中干燥3h；用60%硝酸回流氧化碳纖維7h，過濾，去離子水洗滌至PH為6，于120℃鼓風干燥機中干燥至恒重；將硝酸氧化的碳纖維置于正硅酸乙酯、馬來酸酐及相當于其總重量份的10倍的去離子水配置的溶液中，超聲50min，60℃干燥，得到表面改性的碳纖維；

（2）高聚物包覆鎂橄欖石的制備

將鎂橄欖石研磨篩分，超聲分散在四氫呋喃和甲苯中，再加入甲苯-2,4-二異氰酸酯、催化劑、阻聚劑混合均勻；在30℃下，緩慢滴加（甲基）丙烯酸羥丙酯；升高溫度至60℃，反應8h，得到高聚物包覆鎂橄欖石；

（3）鎂橄欖石-尼龍導熱復合材料的制備

將尼龍6和尼龍66一起置于85℃的鼓風干燥機中干燥8-10h，與表面改性的碳纖維、高聚物包覆鎂橄欖石、木質(zhì)素磺酸鈉、酒石酸氫鉀一起加入高混機中高速攪拌50min，待混合均勻后將其加入雙螺桿擠出機中熔融擠出，拉條冷卻造粒。

經(jīng)測試，本發(fā)明的LED燈用鎂橄欖石-尼龍導熱復合材料導熱系數(shù)大于3W/（m*K），吸水率（23℃，24h）小于0.10%，拉伸強度大于40MPa，彎曲強度大于60MPa。