一種高導(dǎo)熱高韌性尼龍66復(fù)合材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種高分子材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高導(dǎo)熱高韌性尼龍66復(fù)合 材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 現(xiàn)今隨著人們的環(huán)保意識(shí)增強(qiáng)，作為高效、環(huán)保、節(jié)能的LED照明燈近年來在全球 的照明燈行業(yè)得到快速發(fā)展與廣泛應(yīng)用，然而目前LED照明燈的電功率消耗雖然非常低， 但單位面積發(fā)熱量大，散熱不好會(huì)直接降低功效和壽命。傳統(tǒng)的金屬材料已經(jīng)無法滿足某 些零部件的使用要求，所以急需研制具有高可靠性、高散熱性的綜合性能優(yōu)異的導(dǎo)熱絕緣 材料代替?zhèn)鹘y(tǒng)材料。
[0003] 隨著越來越多新型LED照明燈具的不斷開發(fā)，導(dǎo)熱高分子材料尤其是導(dǎo)熱塑料由 于具有輕質(zhì)、耐化學(xué)腐蝕、易加工成型、電絕緣性能優(yōu)異、力學(xué)及抗疲勞性能優(yōu)良等特點(diǎn)，越 來越受到人們的重視，逐漸成為導(dǎo)熱領(lǐng)域新的角色，近些年國際國內(nèi)研究和發(fā)展的熱點(diǎn)。 特別是其導(dǎo)熱系數(shù)高，典型導(dǎo)熱工程塑料的熱傳導(dǎo)率范圍為l-20W/m-K，有些更可以達(dá)到 100W/m-K，而且在合適條件下，導(dǎo)熱工程塑料在散熱方面具有與傳統(tǒng)壓鑄鋁材同效，又具有 優(yōu)異的電絕緣性能，完全可替代傳統(tǒng)鋁材作為LED照明燈中使用的新型熱界面材料。
[0004] 本發(fā)明為了更好展現(xiàn)導(dǎo)熱尼龍制品的連續(xù)、高效和規(guī)模化成型，一方面通過加入 成核劑對(duì)導(dǎo)熱尼龍進(jìn)行加工流變改性，旨在盡可能保持尼龍66優(yōu)良力學(xué)性能和摩擦磨損 性能的前提下，采用不同導(dǎo)熱填料對(duì)其進(jìn)行改性研究，同時(shí)加入自制的增韌劑用來提高導(dǎo) 熱尼龍的韌性，改善傳統(tǒng)導(dǎo)熱尼龍韌性不高，材料偏脆的一大頑疾，拓展導(dǎo)熱PA66的應(yīng)用 范圍。致力于生產(chǎn)一種應(yīng)用面更廣的導(dǎo)熱尼龍66復(fù)合材料及其制備方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：本發(fā)明主要是公開了一種高導(dǎo)熱高韌性尼龍66復(fù)合 材料及其制備方法。高導(dǎo)熱高韌性尼龍66復(fù)合材料按重量百分比由以下組分組成：尼龍66 樹脂40. 0-60. 0%、導(dǎo)熱劑35. 0-55. 0%、抗氧劑0· 2-0. 4%、潤滑劑0· 2-0. 5%、自制增韌劑 2. 0-5. 0%、其他助劑0. 1-0. 2%，各組分在高速混料機(jī)中混合1~2分鐘后放入雙螺桿擠出 機(jī)中擠出造粒即得。尼龍66樹脂為重均分子量在23000-25000的低分子量PA66樹脂。
[0006] 其中所述的導(dǎo)熱劑為導(dǎo)熱氧化鎂，其特征在于其純含量多99.9%，粒徑為 30-50nm，水分低于0. 2% ;尼龍66樹脂，MI為7. 5g/10min，并在90°C下烘4小時(shí)；抗氧劑 是酚類抗氧劑四[β-（3'，5' 一二叔丁基-4' -羥基苯基）丙酸]季戊四醇酯和亞磷酸 酯類抗氧劑（2,4二叔丁基苯基）亞磷酸三酯，即抗氧劑1010和抗氧劑168 ;增韌劑為自 制增韌劑，該自制增韌劑為接枝率1. 0-1. 5%的馬來酸酐接枝Ρ0Ε/乙烯一丙烯酸甲酯一甲 基丙烯酸縮水甘油酯無規(guī)三元共聚物/粒度〇. 82-0. 045mm、二氧化硅含量>70%的玻璃微 珠按1 : 1 : 1重量比例熔融擠出的透明顆粒；其他助劑是成核劑和色粉。優(yōu)選的，成核劑 是以鏈長C2S-C32為主要成分的長鏈線性飽和羧酸鈉鹽。
[0007] 體系的導(dǎo)熱系數(shù)不僅取決于填料本身的導(dǎo)熱系數(shù)，而且還取決于顆粒表面易濕潤 的程度。這是因?yàn)樘盍媳砻娴臐櫇癯潭扔绊懼盍吓c基體的粘結(jié)程度、基體與填料界面的 熱障、填料的均勻分散、填料的加入量等一些直接影響體系的導(dǎo)熱性的因素。在導(dǎo)熱填料確 定之后，決定體系的導(dǎo)熱性的另一主要因素就是復(fù)合材料的加工工藝方法。加工工藝對(duì)復(fù) 合材料導(dǎo)熱性能的影響主要體現(xiàn)在對(duì)填料的分散和分布過程的影響。不同的加工方式、加 工溫度、混合時(shí)間以及加工順序等都會(huì)對(duì)最終性能有著顯著的影響。
[0008] 此外，往往像導(dǎo)熱塑料的這種填充含量很高的復(fù)合材料，其力學(xué)性能都普遍偏低， 尤其是韌性一般都達(dá)不到要求，作為一種優(yōu)選方案，本發(fā)明的導(dǎo)熱尼龍66復(fù)合材料除了具 有導(dǎo)熱率高的特點(diǎn)外，還有高韌性等特點(diǎn)。
[0009] 作為一種優(yōu)選方案，所述雙螺桿擠出機(jī)的加工溫度為：一區(qū)260°C，二區(qū)270°C，三 區(qū)280°C，四區(qū)280°C，五區(qū)270°C，六區(qū)270°C，七區(qū)260°C，八區(qū)270°C，機(jī)頭280°C，螺桿轉(zhuǎn) 速為 300-450RPM。
[0010] 本發(fā)明的導(dǎo)熱尼龍66復(fù)合材料具有導(dǎo)熱率高、比重低、高韌性、機(jī)械性能好等特 點(diǎn)?？梢蕴娲饘黉X鑄材作為LED照明燈具外殼，而且本發(fā)明所用的制備方法對(duì)生產(chǎn)設(shè)備 要求較低，便于大規(guī)模生產(chǎn)。
[0011] 本發(fā)明導(dǎo)熱尼龍66復(fù)合材料的制備方法包括如下步驟：
[0012] (1)原材料和導(dǎo)熱劑的處理：將尼龍66樹脂和導(dǎo)熱氧化鎂在90°C下烘4小時(shí)控制 水分在〇. 1% -〇. 2 %左右。
[0013] (2)按照重量配比稱取各組分，混勻后加入到混合器中繼續(xù)混合至均勻，得到混 料；
[0014] (3)將混料投入到雙螺桿擠出機(jī)的加料斗，經(jīng)熔融擠出、造粒，得到高導(dǎo)熱高韌性 復(fù)合材料。
[0015] 優(yōu)選的，所述雙螺桿擠出機(jī)的加工溫度為：一區(qū)260°C，二區(qū)270°C，三區(qū)280°C， 四區(qū)280°C，五區(qū)270°C，六區(qū)270°C，七區(qū)260°C，八區(qū)270°C，機(jī)頭280°C，螺桿轉(zhuǎn)速為 300-450RPM。
[0016] 該組合物材料的制備工藝簡單，適用于大規(guī)模生產(chǎn)，而且具有較高的導(dǎo)熱率和韌 性等特點(diǎn)，可廣泛代替金屬鋁鑄材作為LED照明燈具外殼。
[0017] 將所完成的粒子在90-110°C的鼓風(fēng)烘箱中干燥4-6小時(shí)，再將干燥的粒子在 100T注塑機(jī)上注塑制樣，制樣過程中保持模溫在30-80°C之間。
【具體實(shí)施方式】
[0018] 具體實(shí)施例的制造方法及工藝如下
[0019] (1)原材料的處理及混合
[0020] 下面結(jié)合具體實(shí)際實(shí)施方案來進(jìn)一步解釋本技術(shù)發(fā)明，但實(shí)施例并不用于對(duì)本技 術(shù)發(fā)明做任何形式的限定。各實(shí)施例組分如表1所示
[0021] 表1實(shí)施例1-3組分
[0022]
[0023] (2)熔融擠出
[0024] 把PA66干燥后按上表配方進(jìn)行稱取并在高速混合機(jī)里混合3min，根據(jù)上表配方 分3組，按氧化鎂復(fù)合量由低到高的順序由雙螺桿擠出機(jī)進(jìn)行擠出造粒。造粒后將粒料進(jìn) 行充分干燥，再用注塑機(jī)注塑成標(biāo)準(zhǔn)試樣。
[0025] (3)造粒后處理
[0026] 將上述例子中所完成的粒子在90-110°C的鼓風(fēng)烘箱中干燥4-6小時(shí)，再將干燥 的粒子在100T注塑機(jī)上注塑制樣，制樣過程中保持模溫在30_80°C之間。
[0027] 根據(jù)實(shí)施例所得到的高導(dǎo)熱高韌性尼龍66復(fù)合材料的性能如表2所示：
[0028] 表2本發(fā)明產(chǎn)品與傳統(tǒng)導(dǎo)熱尼龍性能測試
[0029]
[0030] 以上對(duì)所提供的一種高導(dǎo)熱高韌性尼龍66復(fù)合材料及其制備方法進(jìn)行了詳細(xì)介 紹，而且也在本文中應(yīng)用了具體實(shí)例對(duì)本發(fā)明的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例 的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想；同時(shí)，對(duì)于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員， 依據(jù)本發(fā)明的思想，在【具體實(shí)施方式】及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處，綜上所述，本說明書內(nèi) 容不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明的限制。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種高導(dǎo)熱高初性尼龍66復(fù)合材料，其特征在于按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計(jì)由如下組分組成： 尼龍 66 樹脂 40. 0-60. 0%, 導(dǎo)熱劑 35. 0-55.日％， 抗氧劑 0. 2-0. 4%， 滴滑劑 0. 2-0.日％， 自制增初劑 2, 0-5.0%， 其他助劑 日.1-0. 2%。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高導(dǎo)熱高初性尼龍66復(fù)合材料，其特征在于尼龍66樹 脂為重均分子量在23000-25000的PA66樹脂。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高導(dǎo)熱高初性尼龍66復(fù)合材料，其特征在于所述的導(dǎo)熱 劑為導(dǎo)熱氧化儀，純含量> 99. 9 %，粒徑為30-50nm，水分含量低于0. 2 %。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高導(dǎo)熱高初性尼龍66復(fù)合材料，其特征在于所述抗氧劑 為酪類抗氧劑四[β-(3'，5'-二叔下基-4'-徑基苯基）丙酸]季戊四醇醋和亞憐酸醋類 抗氧劑化4-二叔下基苯基）亞憐酸Ξ醋。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高導(dǎo)熱高初性尼龍66復(fù)合材料，其特征在于自制增初劑 為將接枝率為1. 0-1. 5%的馬來酸酢接枝ΡΟΕ/乙締-丙締酸甲醋-甲基丙締酸縮水甘油醋 無規(guī)Ξ元共聚物/粒度為0.82-0. 045mm、二氧化娃含量>70 %的玻璃微珠按1 : 1 : 1重 量比例烙融擠出獲得的透明顆粒。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高導(dǎo)熱高初性尼龍66復(fù)合材料，其特征在于所述其它助 劑為成核劑和色粉。7. 根據(jù)上述權(quán)利要求中任意一項(xiàng)所述的一種高導(dǎo)熱高初性尼龍66復(fù)合材料的制備方 法，其特征在于包括如下步驟： (1) 原材料和導(dǎo)熱劑的預(yù)處理：將尼龍66樹脂和導(dǎo)熱氧化儀在90°C下烘4小時(shí)控制水 分在 0. 1% -0. 2% ; (2) 按照重量配比稱取各組分，混勻后加入到混合器中繼續(xù)混合3分鐘，得到混料； 做將混料投入到雙螺桿擠出機(jī)的加料斗，經(jīng)烙融擠出、造粒，得到高導(dǎo)熱高初性尼龍 66復(fù)合材料。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征在于所述雙螺桿擠出機(jī)的加工溫度為：一 區(qū)260°C，二區(qū)270°C，S區(qū)280°C，四區(qū)280°C，五區(qū)270°C，六區(qū)270°C，屯區(qū)260°C，八區(qū) 270°C，機(jī)頭 280°C，螺桿轉(zhuǎn)速為 300-450RPM。
【專利摘要】本發(fā)明主要是公開了一種高導(dǎo)熱高韌性尼龍66復(fù)合材料及其制備方法。該復(fù)合材料所述組合物主要由尼龍66樹脂、導(dǎo)熱劑、自制增韌劑、抗氧劑、潤滑劑等組成。與傳統(tǒng)的導(dǎo)熱尼龍相比，本發(fā)明的高導(dǎo)熱高韌性尼龍66復(fù)合材料不僅導(dǎo)熱率可達(dá)到3～5w/(m.K),而且該復(fù)合材料通過摻入一定比例的自制增韌劑，有效的提高了導(dǎo)熱PA66的韌性，改善了傳統(tǒng)導(dǎo)熱尼龍韌性不高，材料偏脆的一大頑疾，有力的拓展了導(dǎo)熱PA66的應(yīng)用范圍。
【IPC分類】C08L77/06, C08K5/134, C08K13/04, C08K5/526, C08K7/20, C08K5/098, C08L51/00, C08L51/06, C08K3/22
【公開號(hào)】CN105238042
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510713891
【發(fā)明人】李本立, 鄭少輝, 徐建輝
【申請(qǐng)人】江門市道生工程塑料有限公司
【公開日】2016年1月13日
【申請(qǐng)日】2015年10月27日