[发明专利]一种导热聚酰胺复合材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种导热聚酰胺复合材料及其制备方法，聚酰胺作为高结晶聚合物，其本身的导热性能较差，容易吸水。现有技术通常通过填充来填料弥补其不足，本申请在聚合物体系中引入与聚酰胺结构接近的聚酰胺酰亚胺型液晶聚合物，可以降低聚酰胺的熔体粘度，提高填料的填充量以及材料的加工性能；利用液晶的高流动性，与填料混合可以提高填料在聚合物基体中的分散性，减少材料表面的翘曲；采用液态环氧树脂处理纤维状填料，大大降低填料与聚合物基体之间的表面张力；纳米石墨烯薄片和氮化硼与碳纤维一起构成了由线状、片状、粒状填料构成的立体网状导热体系，充分提高了材料的导热性能。

技术领域

本发明涉及一种导热树脂组合物及其制备方法，属于功能高分子复合材料领域。

背景技术

聚酰胺作为高结晶聚合物，其本身的导热性能较差，容易吸水，尺寸稳定性差，限制了其在电子电器制品等方面的应用。现有技术通常通过填充来填料弥补其不足，然而，导热填料通常需要大量添加才能在聚合物基体中形成导热连续相，例如在PA6中引入石墨作为导热填料，需要添加30％以上才能形成导热网络，而考虑到成本等因素，聚合物中通常还会引入其他填料例如玻璃纤维来增强树脂基体，大量的填料一方面会导致材料不容易加工，另一方面分布不均匀的填料会使材料的力学性能大幅下降，纤维状填料还会引起翘曲，影响材料的表观性质。因此，如何提高填料在树脂基体中的分散性，并且兼顾材料的力学性能以及表面性质成为当下研究的热点。

发明内容

本发明的目的是提供一种导热聚酰胺树脂组合物及其制备方法，制备的材料具有导改进的导热性、优异的力学性能和尺寸稳定性、良好的表面性质。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

聚酰胺90-120份

LCP 10-15份

玻璃纤维40-50份

导热纳米填料10-15份

碳纤维15-20

液态环氧树脂5-8份

抗氧剂3-5份

增韧剂5-10份。

其中，所述的聚酰胺优选为PA9T。

PA6和PA66虽然具有优异的力学性能，在聚酰胺领域最常用，但是其吸水性较大，耐热性和尺寸稳定性不及芳香族聚酰胺，PA9T作为芳香族聚酰胺，其韧性不亚于全脂肪族聚酰胺，其吸水性在聚酰胺中最低，具有优异的尺寸稳定性；此外，其结晶温度高，能够快速成型，具有高温刚性，加工成型性能优异的特点。

液晶聚合物LCP具有各向异性，流动性优异，将其与聚酰胺组合物混合，一方面可以降低熔体粘度，提高填料的添加量，并且能够提高填料在基体中的分散性；另一方面，其也能够降低玻璃纤维引起的表面翘曲。

所述的LCP优选聚酰胺酰亚胺型液晶聚合物，聚酰胺酰亚胺与聚酰胺结构相近，与聚酰胺的相容性较好。

液态环氧树脂一方面对玻璃纤维的润湿效果好，另一方面，其与碳纤维和聚酰胺的相容性好，能够改进玻璃纤维、碳纤维以及聚合物基体的界面性质，液态环氧树脂的加入，可以提高填料和基体树脂之间的粘结性能，减小界面结合的张力，进一步发挥填料的增强或者导热性能。

所述碳纤维优选沥青基导热纤维。

聚酰胺的分子几何结构和碳纤维的表面之间匹配性好，能够形成跨晶结构，其不仅能够提高聚酰胺的导热性质，由于聚酰胺分子链在碳纤维表面的排列非常精确，因此，形成的复合材料强度很高。

所述玻璃纤维优选无碱玻璃纤维，无碱玻璃纤维的吸水性小，其直径优选6μm。