[发明专利]高流动性聚酰胺基无卤阻燃导热复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高流动性聚酰胺基无卤阻燃导热复合材料及其制备方法。

背景技术

聚酰胺复合材料因优异的综合性能被广泛地应用于电子电器、机械设备等领域，此类零部件同时扮演了结构件与功能件的角色。随着电子设备轻量化及小型化的发展趋势，电子组装密度迅速提高，要求元器件在工作过程中产生的热量须及时散发和传导出去，否则影响到系统能效利用及制品的使用寿命，因而对材料的导热性能提出了更高的要求。但聚酰胺的热导率仅为0.23W/(m.K)，远不能满足功能型导热塑料的要求，因此提高聚酰胺复合材料的导热性能具有实际意义。

目前制备导热塑料的主要方法是向聚合物基体中填充高导热组分，通过导热填料之间的相互作用，在体系中形成类似链状或网状的分布形态——导热网链而提高复合材料的热导率。金属氧化物类导热填料因其绝缘性能好、成本低而成为制备填充型复合材料的首选，但是制备方法存在以下困难和缺陷：一方面是因为金属氧化物类导热填料本身导热能力有限，当填料含量较低时，复合材料热导率达不到要求，而填料含量过高时（大于70 wt %），复合材料的熔体流动性太差而无法加工；另一方面是因为导热填料为无机材料，与高分子材料基体的相容性不好，导致复合材料的力学性能下降明显，且界面热阻阻碍了导热系数的提高。同时，考虑到导热材料长期与热源接触，须兼顾复合材料的耐热、抗老化性能及阻燃性能。因此，怎样在提高复合材料热导率的同时保持基体树脂优异的综合性能成为导热复合材料研究的重要方向。

专利《阻燃导热尼龙66复合材料及其制备方法》公开（公告）号-:CN102399442A是以常规PA66为基体，其导热填料为金属氮化物及导热粉，通过双螺杆挤出造粒，因常规PA66熔体流动性有限，严重限制了该复合材料中填料的填充量及填料在基体中的分布，影响了导热网链的形成，导致复合材料的导热能力有限；复合材料的流动性较差，影响材料的加工性能及制品外观。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于提供一种高流动性聚酰胺基无卤阻燃导热复合材料。该材料可广泛应用于铁路机车车箱照明灯罩、汽车及民用LED散热器、家电电机外壳、笔记本电源、微形投影仪外壳、变压器线圈骨架等散热要求较高的电气塑料零部件领域。

本发明另一个要解决的技术问题在于提供上述无卤阻燃导热尼龙复合材料的制备方法。采用该技术制备的无卤阻燃导热尼龙复合材料具有热导率高、熔体流动性好、绝缘性能佳、力学性能及阻燃性能优异等特点。

为了解决上述技术问题，本发明涉及一种高流动性聚酰胺基无卤阻燃导热复合材料其，该复合材料按重量百分比由以下组分组成：

尼龙树脂：5-85；

导热填料：10-80；

无卤阻燃剂：1-15；

抗氧剂：0.1-0.5；

偶联剂：0.1-2；

进一步，所述尼龙树脂为一种至少含支链结构尼龙6的高流动性尼龙组合物，为高流动性尼龙6与尼龙6，尼龙66，尼龙46，尼龙12，尼龙612，尼龙1212和芳香族尼龙的任意组合。所述高流动性尼龙6树脂为支化单元引发剂与己内酰胺通过水解聚合制备得到。所述高流动性尼龙6树脂在剪切温度为230 ^oC，剪切强度为500s^-1条件下，相对粘度为1.1-2.8，运动粘度在10Pa.s-1000 Pa.s之间。

所述导热填料组分为氧化镁、氮化镁、球形氧化铝、类球形氧化铝、氮化铝、氮化硼、沥青纤维、埃洛石、碳纳米管、石墨、碳化硅、勃姆石中的一种或任意组合。

所述无卤阻燃剂包括磷氮系列阻燃剂、烷基磷酸盐系列阻燃剂和无机系列阻燃剂的一种或任意组合。其中，磷氮系列阻燃剂为三聚氰胺-聚磷酸盐（MP）、三聚氰胺-多聚磷酸盐（MP）和三聚氰胺-聚焦磷酸盐一种或任意组合；烷基磷酸盐系列阻燃剂为烷基次磷酸盐、烷基偏磷酸盐或烷基亚磷酸盐一种或任意组合；无机系列阻燃剂包括聚磷酸铵（APP）、氢氧化铝、氢氧化镁、膨胀型石墨、硫酸镁七水和氧化钼一种或任意组合。

所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂和亚磷酸酯类抗氧剂的任意组合。

所述偶联剂为硅烷类偶联剂（KH792、KH550、KH560、KH570）或环氧基脂肪族共聚物的一种或任意组合。

高流动性聚酰胺基无卤阻燃导热复合材料的制备方法，其特征在于该制备方法包括以下工艺步骤：

(1) 将导热填料、偶联剂加入到高速混合机中充分混合均匀；