[发明专利]一种LED照明用复合材料的制备方法

说明书

技术领域：

本发明涉及高分子复合材料技术领域，具体涉及一种LED照明用复合材料的制备方法。

背景技术：

传统照明领域一般采用铝合金作为散热底座，其导热性能好，热传输效率高，但也有重量大、生产效率较低、电绝缘性差等缺点。因此，易于成型加工、生产效率高，无需表面喷涂的高分子基导热复合材料逐渐兴起，并逐步取代金属导热材料。

根据LED灯散热底座的使用环境，必须要求材料具备高的导热系数、耐热性能和阻燃性。聚合物作为导热基体，与金属比起来，最大的缺点在于其导热系数太低，且易于燃烧。为了克服这些缺点，常用的办法是将一些具有高导热系数的无机物以非常高的含量填充到高分子基体中，增加材料导热性能，同时对材料进行阻燃改性，这种方法，操作简单，成本相对较低，易于大规模工业化生产。

发明专利CN103725004 A以尼龙树脂和聚苯硫醚为为基体树脂，选择石墨、碳纳米管、炭黑或者铜粉等作为导热填料，尼龙与聚苯硫醚形成双连续结构，导热填料选择性地分散在其中一相中，制备了力学性能好、导热系数高的尼龙导热复合材料；发明专利CN101717579 A采用两步挤出法，使聚苯硫醚与尼龙形成双连续结构，导热填料富集在尼龙中，形成导热网络，制备了填料含量少，导热系数高的尼龙/聚苯硫醚合金；CN 104164081 A及CN103340890 A 按照以上类似思路制备了具有双连续结构的尼龙/聚苯硫醚导热阻燃材料。

以上涉及的导热或导热阻燃尼龙/聚苯硫醚双连续合金材料导热填料填充量依然较高，导致机械性能较低，特别是缺口冲击强度差，同时未见有阻燃性方面的数据报道。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中的上述不足，提供了一种LED照明用复合材料的制备方法，只需超低填充量的导热填料就能获得材料更高的导热系数和良好的机械性能，同时无需增加任何其他阻燃剂，即可达到UL 94 V0阻燃等级。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种LED照明用复合材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）将40-50份尼龙树脂、3-5份增韧剂一起加入到高速搅拌机中混合2-5分钟；

（2）将混好的物料经过主喂料斗加入到啮合式平行同向双螺杆挤出机中，并在侧喂料处加入10-20份的纳米碳化硅晶须（以便最大程度保留晶须的长径比），经熔融、挤出、切粒得导热尼龙母粒；其中，挤出机料筒温度240-260℃、螺杆转速为300-500r/min、真空度为-0.04~0.1MPa；

（3）将导热尼龙母粒放入温度为85±5℃的干燥箱中烘干2-4小时，然后将其聚苯硫醚树脂40-50份、相容剂0.5-1.5份、抗氧剂0.2-0.6份、润滑剂0.2-0.6份加入到高速搅拌机中混合2-5分钟；

（4）将混好的物料加入啮合式平行同向双螺杆挤出机中，经熔融、挤出、切粒，得到高导热绝缘尼龙/聚苯硫醚复合材料；其中，挤出机料筒温度260-280℃、螺杆转速为300-500r/min、真空度为-0.04~-0.1MPa。

本发明中纳米碳化硅晶须经过硅烷偶联剂KH560表面处理，目的是为了提升其与PA66树脂的亲和性，使其选择性地分散在尼龙相中。

本发明中将40-50份尼龙树脂、3-10份增韧剂、10-20份改纳米碳化硅晶须、0.1-0.3份抗氧剂、0.1-0.3份润滑剂一起经混合经熔融、挤出、切粒，制得导热尼龙母粒，该尼龙树脂的粘度与聚苯硫醚的粘度比为0.9-1.1，即尼龙树脂与聚苯醚的粘度和体积比均接近1：1，从而使得尼龙树脂与聚苯硫醚树脂原位形成双连续结构。

进一步方案，所述的尼龙树脂为PA6或PA66中的至少一种。

进一步方案，所所述的聚苯硫醚树脂为不同熔融流动速率的线型聚苯硫醚或交联型聚苯硫醚的至少一种。

进一步方案，所述的增韧剂为密度为0.87-0.89g/cm³、在190℃/2.16Kg下熔融指数为3-6g/10min的甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝乙烯-辛烯共聚物。

进一步方案，所述改性纳米碳化硅晶须的纯度为99.8%以上、结晶度为95%以上，直径为100~500nm，长度为20~50um，长径比约为40~500。

进一步方案，所述的相容剂为密度约0.90~0.95 g/cm³的乙烯-丙烯酸酯离聚物。