[发明专利]一种尼龙基导热复合材料及其制备方法

说明书

本发明提供一种尼龙基导热复合材料及其制备方法。本发明提供的尼龙基导热复合材料包括以下组分：30～60质量份尼龙6，5～25质量份膨胀石墨，5～20质量份辅助填料，1～5质量份硅烷偶联剂，0.5～2质量份润滑剂，0.2～1质量份抗氧剂，1～10质量份弹性体增韧剂，1～20质量份阻燃剂和5～15质量份玻璃纤维。本发明提供的尼龙基导热复合材料具有良好的导热、抗静电、阻燃功能，力学性能和加工性能好，并且成本低廉。本发明提供的制备方法简便，实用，适用于大规模工业化生产。

技术领域

本发明涉及导热材料技术领域，特别涉及一种尼龙基导热复合材料及其制备方法。

背景技术

如今，随着科技的发展，电子电器的应用逐渐趋于小型化，且使用环境多变，这对与之配套的散热材料性能提出了新的要求，如轻质、易加工成型及耐腐蚀等，传统的导热材料如金属以及陶瓷材料已经难以满足上述性能要求，因此，发展新型导热材料迫在眉睫。

导热塑料由于其具有低密度、耐腐蚀、低成本并且易于加工成型等特性，对传统导热材料的不足之处进行了较好的补充，并在微电子封装材料、LED照明、电子电器的散热领域得到了广泛的应用。因此，发展导热塑料意义重质大。

目前，导热塑料的生产制备通常以具有高导热性能的功能填料对不具备导热性能的树脂基体进行填充以制备填充型导热塑料。通常而言，具有高导热性能的填料成本也相对较高，如氮化硼、碳化硅、氮化铝、碳纳米管、石墨烯等；而导热性能相对较低的填料如氧化镁、氧化铝等则需要较大的填充量才能使得材料达到较高的导热系数，这会使得材料的力学性能出现大幅下降。导热塑料的生产加工方式主要为熔融共混法，这种加工方式简单方便，但对材料的熔体流动性能有较高的要求。大量导热填料的使用虽然可以在树脂基体中形成较多导热网络，使导热系数提升，但填料的团聚也会使得材料的力学性能大幅下降以及材料成本的上升。同时，大量导热填料的使用会使材料的流动性变差，在一定程度上对材料的加工性造成不利影响。

中国专利CN103613923A提供了一种可根据应用要求控制导电性能的高导热尼龙复合材料及其制备工艺，但该专利中涉及到多壁碳纳米管、石墨烯等多种高成本填料，并不利于大规模生产；中国专利CN105623258A公开了一种导热耐高温尼龙复合材料及其制备方法，并且使用了膨胀石墨等填料，但膨胀石墨与精研石墨粉均属于片层状填料，在单独使用且填充量较大时会使得材料的力学性能和加工流动性大幅下降，并不利于大规模工业化生产。

发明内容

本发明的目的在于提供一种尼龙基导热复合材料及其制备方法。本发明提供的尼龙基导热复合材料具有良好的导热、阻燃和抗静电功能，力学性能和加工性能好，并且成本低廉。

本发明提供了一种尼龙基导热复合材料，包括以下组分：

优选的，所述膨胀石墨的粒径为20～150μm。

优选的，所述辅助填料包括氧化铝、氧化镁、碳酸钙、滑石粉和硅灰石中的一种或多种。

优选的，所述硅烷偶联剂包括N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、氯丙基三甲氧基硅烷和乙基三甲氧基硅烷中的一种或多种。

优选的，所述润滑剂包括液体石蜡或硬脂酸。

优选的，所述抗氧剂包括三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、双(2.4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯、N,N'-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺和N,N'-双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-1,3-苯二甲酰胺中的一种或多种。

优选的，所述弹性体增韧剂包括烯烃嵌段共聚物、乙烯-辛烯无规共聚物、乙烯-醋酸乙烯共聚物和上述三种任意一种的接枝物中的一种或多种。