一種抗靜電己內(nèi)酰胺導(dǎo)熱材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種高分子材料及其制備方法，具體是一種抗靜電己內(nèi)酰胺導(dǎo)熱材料 及其制備方法，屬于高分子材料及其制備技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] LED作為一種綠色光源，目前已得到了廣泛的應(yīng)用。在LED燈具加工制造領(lǐng)域，LED 燈外殼若散熱不良容易導(dǎo)致電源損壞、光衰加快、壽命減短等問題。LED燈具散熱外殼材料 的散熱性能始終是LED照明系統(tǒng)性能提升的重中之重。為了保證LED燈的使用壽命，LED散 熱外殼用導(dǎo)熱復(fù)合材料要求具有較高的導(dǎo)熱系數(shù)、良好的力學(xué)性能及加工性能。
[0003] 目前，傳統(tǒng)的燈具外殼散熱材料包括鋁材、塑料和陶瓷三種，鋁材導(dǎo)熱好，但因?qū)?電特性其安全性較差；塑料質(zhì)輕、易加工成型、價(jià)格低廉且絕緣性能好，但導(dǎo)熱及膨脹系數(shù) 卻比較低；陶瓷兼具前兩者的絕緣和散熱優(yōu)點(diǎn)，但陶瓷易碎、加工成本高。用于制備LED燈 外殼的聚己內(nèi)酰胺（PA6,又叫尼龍）是一種具有機(jī)械強(qiáng)度高，韌性好、耐油、耐弱酸堿等優(yōu)良 綜合性能的工程塑料聚己內(nèi)酰胺（PA6)。尼龍屬于絕緣體，其表面電阻高于10 16Ω，抗靜電 性能差，在應(yīng)用過程中容易積累電荷產(chǎn)生靜電，靜電的產(chǎn)生帶來了許多麻煩，如靜電放電， 其通過放電輻射、靜電感應(yīng)、電磁感應(yīng)和傳導(dǎo)耦合等途徑危害電子設(shè)備，使得設(shè)備產(chǎn)生各種 的故障，縮短使用壽命。尼龍的導(dǎo)熱系數(shù)一般為〇. 25W/ (m ·!0,這也限制了其在有散熱、導(dǎo) 熱需求領(lǐng)域的應(yīng)用。
[0004] 隨著以塑代鋼在電子電器等領(lǐng)域的廣泛推廣，尤其是LED的需求迅速擴(kuò)大，對(duì)使 用材料有了更高的要求，要求所用的材料同時(shí)具備一定的導(dǎo)熱性能和抗靜電性能以及較高 機(jī)械強(qiáng)度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于提供一種抗靜電己內(nèi)酰胺導(dǎo)熱材料及其制備方法。
[0006] 本發(fā)明的技術(shù)方案如下：一種抗靜電己內(nèi)酰胺導(dǎo)熱材料，由以下組分重量份數(shù) 的組分制成：聚己內(nèi)酰胺30~65份、高導(dǎo)熱填料35~65份、抗靜電劑0. 1~10份、增韌劑 0. 1~10份、偶聯(lián)劑0. 5~5份、抗氧劑0. 1~2份、其它助劑0. 1~8份；采用如下步驟制備： (1) 將抗靜電劑、高導(dǎo)熱填料放入高速攪拌機(jī)進(jìn)行高速混合，轉(zhuǎn)速800~1200轉(zhuǎn)/分，制 得混合物料A ; (2) 配制水-無水乙醇溶液，該溶液中水的質(zhì)量百分比為12~18% ;將偶聯(lián)劑溶于配制好 的水-無水乙醇溶液中，配成偶聯(lián)劑濃度為25~35 wt%的偶聯(lián)劑-水-醇溶液； (3) 采用噴霧方法，將偶聯(lián)劑-水-醇溶液加入到經(jīng)步驟（1)處理的抗靜電劑與高導(dǎo)熱 填料的混合物料A中，邊將偶聯(lián)劑-水-醇溶液噴霧加入邊對(duì)混合物料A進(jìn)行攪拌； (4) 完成步驟（3)后，將混合物料A繼續(xù)攪拌10~20 min，然后在80~120 °C條件下干燥 3~5 h，裝入雙螺桿擠出機(jī)的側(cè)喂料系統(tǒng)； (5) 將聚己內(nèi)酰胺在80~120°〇時(shí)鼓風(fēng)干燥3~6小時(shí)，然后將干燥后的聚己內(nèi)酰胺、抗氧 劑、增韌劑及其他加工助劑加入高速混合機(jī)中混合均勻，制得混合物料B，將混合物料B裝 入雙螺桿擠出機(jī)的主喂料系統(tǒng)； (6)通過雙螺桿擠出機(jī)的主喂料系統(tǒng)和側(cè)喂料系統(tǒng)將混合物料A和B加入到擠出機(jī)中 擠出造粒，經(jīng)熔融、擠出、造粒、水冷、風(fēng)干、切粒、干燥得到高抗靜電己內(nèi)酰胺導(dǎo)熱材料； 其中，所述抗靜電劑為碳納米管、石墨烯、碳纖維、磷狀石墨、導(dǎo)熱碳粉、膨脹石墨復(fù)配 得到的碳素復(fù)合材料；所述高導(dǎo)熱填料為滑石粉、球形氧化鋁、氧化硅、氧化鋅、氧化鎂、氧 化鈣、六方氮化鋁、立方氮化硼、碳化硅中的一種或幾種進(jìn)行復(fù)配；所述偶聯(lián)劑為有機(jī)絡(luò)合 物、硅烷類、鈦酸酯類、鋁酸酯類偶聯(lián)劑中的一種。
[0007] 所述抗靜電劑優(yōu)選碳納米管、石墨烯、直徑6-8um的短切碳纖維、磷狀石墨按質(zhì)量 比 1~2:1~3: 2~5:15~20 進(jìn)行復(fù)配。
[0008] 進(jìn)一步優(yōu)選的，所述抗靜電劑為碳納米管、石墨稀、直徑6_8um的短切碳纖維、磷 狀石墨按質(zhì)量百分比1:1:2:16復(fù)配。
[0009] 所述高導(dǎo)熱填料優(yōu)選為六方氮化硼、硫化鋅、氧化硅、球形氧化鋁按質(zhì)量比 2~4:1~2:1~2:12~16 進(jìn)行復(fù)配。
[0010] 進(jìn)一步優(yōu)選的，所述高導(dǎo)熱填料為六方氮化硼、硫化鋅、氧化硅、球形氧化鋁按質(zhì) 量比2:1:1:14復(fù)配。
[0011] 優(yōu)選的聚己內(nèi)酰胺為相對(duì)粘度為2. 8 (測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)ASTM 1254403-D3-050)、半透明 或不透明乳白色粒子狀的聚己內(nèi)酰胺。
[0012] 所述增韌劑優(yōu)選為乙烯-辛烯共聚物（POE)、乙烯-醋酸乙烯共聚物（EVA)、馬來 酸酐接枝POE(POE-g-MAH)、以聚苯乙烯為末端段且以聚丁二烯加氫得到的乙烯-丁烯共聚 物為中間彈性嵌段的線性三嵌共聚物（SEBS)、馬來酸酐接枝SEBS (SEBS-g-MAH)中的一種 或幾種。
[0013] 優(yōu)選的，所述增韌劑為馬來酸酐接技率是0. 8%的馬來酸酐接枝SEBS。
[0014] 所述偶聯(lián)劑優(yōu)選優(yōu)選采用硅烷類偶聯(lián)劑3-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷。
[0015] 本發(fā)明所述的抗氧劑可以是抗氧劑1010、抗氧劑1098、抗氧劑1076、抗氧劑3114、 抗氧劑168、抗氧劑626、抗氧劑627A中的一種或幾種。
[0016] 本發(fā)明所述加工助劑可以是紫外線吸收劑、抗滴落劑、潤(rùn)滑劑、脫模劑、阻燃劑的 一種或幾種。
[0017] 本發(fā)明優(yōu)選的雙螺桿擠出機(jī)的加工工藝條件如下：①溫度為：一區(qū)160~180°C， 二區(qū) 170~220°C，三區(qū) 200~250°C，四區(qū) 200~250°C，五區(qū) 210~250°C，六區(qū) 190~250°C，機(jī)頭 200~240°C ;②螺桿轉(zhuǎn)速為：250~400轉(zhuǎn)/分；③物料在料筒停留時(shí)間控制在2min以內(nèi)。
[0018] 本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)的有益效果如下： (1) 將具有不同形態(tài)的抗靜電劑和導(dǎo)熱填料如纖維狀、管狀、磷片狀等加入配方中，形 成三維導(dǎo)熱導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，當(dāng)出現(xiàn)正向協(xié)同的混雜效應(yīng)時(shí)，填料結(jié)構(gòu)對(duì)導(dǎo)熱能力的增強(qiáng)作用顯 著； (2) 高導(dǎo)熱復(fù)合填料的使用可以使得產(chǎn)品的輻射散熱性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)好于鋁合金，散熱的加 速大大提高熱量的傳導(dǎo)，從而具有良好的散熱性能； (3) 先利用偶聯(lián)劑對(duì)抗靜電劑、導(dǎo)熱填料進(jìn)行表面處理，可使得