[发明专利]导热耐磨绝缘尼龙6复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种导热耐磨绝缘尼龙6复合材料及其制备方法。

背景技术

随着电路板大规模集成化和微封装技术的迅猛发展，电子元器件体积不断缩小，组装密度越来越高，而功率在不断增大，随之发热量也增大。因此，散热成为电子工业中一个重要问题，拥有优良导热性能的金属、陶瓷及碳材料，由于电绝缘性或加工成型性能较差的限制，已经难以满足现代电子工业的需求。尼龙6具有优越的综合性能，包括机械强度、刚度、韧度、机械减震性和耐磨性。这些特性，再加上良好的电绝缘能力和耐化学性，使尼龙6应用广泛，但其导热率较低，只有0.30 W/m·K，限制了其在散热、导热领域的应用。

针对尼龙导热率低的情况，国内外学者做了大量的研究，现在常用的方法是添加导热填料以达到提高尼龙导热率的目的，但都很难做到导热率、力学性能、电绝缘性能和耐磨性能都很优异，多数只能做到其中一个或两个性能优异。

专利CN1775860A介绍了一种可用于注射成型的导热绝缘塑料，利用大粒径导热填料和小粒径的导热填料的复配，能够得到导热率为3.469 W/m·k，具有一定力学性能和加工性能的导热绝缘塑料。但是其力学性能和耐磨性能都损失较大。

发明内容

本发明的目的之一在于针对现有技术中的不足，提供一种导热耐磨绝缘尼龙6复合材料。

本发明的目的之二在于提供一种该导热耐磨绝缘尼龙6复合材料的制备方法。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：

一种导热耐绝缘磨尼龙6复合材料，其特征在于该复合材料的组成即质量百分含量如下：

PA6                         20-50%，

纤维状导热填料              10-30%，

绝缘导热粉A                15-30%，

绝缘导热粉B                5-10%，

导热耐磨粉                  5-15%，

偶联剂                      0.75-1.5%，

相容剂                      3-10%，

抗氧剂                      0.2-0.5%，

润滑剂                      0.2-0.5%；

以上各组分的质量百分含量之和为100%。

上述的尼龙6的相对粘度为2.40-3.43。

上述的纤维状导热填料为碳纤维。

上述的绝缘导热粉A为碳化硅、氧化镁、氧化铝中的至少一种，粒径在50～100μm。

上述的绝缘导热粉B为氮化硼、氧化镁、氧化铝中的至少一种，粒径在1-10μm。

上述的导热耐磨粉为膨胀石墨、鳞片石墨中的至少一种，粒径在50-200μm。

上述的偶联剂为硅烷类、钛酸酯类或铝酸酯类偶联剂中的至少一种。

上述的相容剂为CMG9805。

上述的抗氧剂为受阻酚类抗氧剂与亚磷酸酯类抗氧剂复配或抗氧剂1010与抗氧剂168复配。

上述的润滑剂为硅酮粉MB-4或TAF。

一种制备上述的导热耐磨绝缘PA6复合材料的方法，其特征在于该方法的具体步骤为：

a. 将PA6原料烘干；

b. 为绝缘导热粉A、绝缘导热粉B、导热耐磨粉和偶联剂充分混合均匀，得导热填料；

c. 将纤维状导热填料浸泡在偶联剂中30min，取出备用；

d. 将步骤b所得导热填料和PA6、相容剂、抗氧剂、润滑剂混合均匀后，经挤出水冷造粒，主机的频率为35-45Hz，喂料频率为5-11Hz，温度为215-235℃，得到一次造粒料；

e. 将步骤d所得一次造粒料干燥后和步骤c所得纤维状导热填料一起挤出造粒，得到导热耐磨绝缘PA6复合材料。。

本发明优点在于：

1、本方法制备的尼龙6复合材料，体积电阻可以达到10¹²Ω*cm；

2、本方法制备的尼龙6复合材料，保证体积电阻可以达到10¹²Ω*cm的同时，其热导率可达6 W/m·K。

3、本方法制备的尼龙6复合材料，在保证上述2个性能的情况下，尼龙6复合材料的摩擦系数可达到0.13。

具体实施方式