[发明专利]一种高强度高导热尼龙复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种高强度高导热尼龙复合材料，其特征在于，由如下重量份的原料组成：

尼龙树脂100份、碳纤维5～30份、导热填料10～30份、分散剂0.1～5份、抗氧剂0.1～5份；

所述尼龙树脂由5～30％石墨烯尼龙母粒和70～95％纯尼龙树脂构成；所述石墨烯尼龙母粒由己内酰胺通过单体浇筑尼龙聚合法制备得到，石墨烯含量为1～5％；所述纯尼龙树脂选自PA6、PA66、PA46、PA1010中的一种或几种；所述石墨烯包括单层石墨烯或者多层石墨烯，多层石墨烯层数少于10；

所述碳纤维表面接枝有碳纳米管；

所述碳纤维表面接枝碳纳米管的方法为：

(1)用丙酮清洗碳纤维，除去表面杂质，将碳纤维与浓硝酸混合，在80℃下氧化4h，去离子水洗涤至中性，烘干，得到表面带有羧基的碳纤维；

(2)将表面带有羧基的碳纤维添加到含有3％KH550的乙醇溶液中，60℃下反应5h，然后用乙醇洗涤，烘干，得到接枝KH550的碳纤维；

(3)将KH560在乙醇中水解得到KH560水解液，50℃下，将所得KH560水解液滴加到羟基化的碳纳米管水溶液中，反应5h，烘干，得到接枝KH560的碳纳米管；其中，碳纳米管与KH560的重量比为10：1；

(4)将接枝KH550的碳纤维添加到含有5％接枝KH560碳纳米管的甲苯溶液中，90℃下搅拌5h，之后用乙醇洗涤并干燥，得到表面接枝碳纳米管的碳纤维。

2.如权利要求1所述高强度高导热尼龙复合材料，其特征在于，所述导热填料选自纳米氧化铝、氮化铝、氮化硼、碳化硅、鳞片石墨、石墨粉、鳞片状高导热碳粉、纤维状高导热碳粉、石墨烯、碳纳米管中的一种或两种以上任意比例的混合物。

3.如权利要求1所述高强度高导热尼龙复合材料，其特征在于，所述分散剂选自硅酮粉、TAF-A、EBS、硬脂酸锌中的一种或两种以上任意比例的混合物。

4.如权利要求1所述高强度高导热尼龙复合材料，其特征在于，所述抗氧剂为1098[N,N'-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺]、626[双(2,4-二叔丁基苯酚)季戊四醇二亚磷酸酯]中的一种或两种的混合物。

5.如权利要求1所述高强度高导热尼龙复合材料，其特征在于，所述石墨烯尼龙母粒按如下方法制得：

(1)将石墨烯溶解在己内酰胺单体熔体中，在80～100℃下机械搅拌30～60min，配置成石墨烯浓度1～5％的己内酰胺/石墨烯悬浮液；

(2)将己内酰胺/石墨烯悬浮液于130～150℃下真空除水1h，然后加入引发剂氢氧化钠和活化剂甲苯二异氰酸酯，混匀后倒入160～180℃模具中聚合30min，得到石墨烯/MCPA6树脂；

(3)将所得石墨烯/MCPA6树脂粉碎，得到石墨烯尼龙母粒。

6.如权利要求1所述高强度高导热尼龙复合材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法为：

将尼龙树脂、碳纤维、导热填料、分散剂、抗氧剂于85℃真空烘干12h，然后按照配方加入双螺杆挤出机，经过挤出共混、切粒、注塑，得到高强度高导热尼龙复合材料；

双螺杆挤出机温度范围在260～280℃。