[发明专利]高导热环保阻燃尼龙复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，尤其涉及高导热环保阻燃尼龙复合材料及其制备方法。

背景技术

在工业产品绿色、环保的趋势下，高分子复合材料替代现有金属，尤其是电解铝作为散热材料迫在眉睫。作为工程塑料之首的尼龙以其优异的性能被广泛应用，但是由于导热率低0.25W/mk，阻燃效果差等缺点限制了其在照明、电子、PC等散热器件领域的应用。

发明内容

本发明的目的旨在克服上述已有技术的不足，提供高导热环保阻燃尼龙复合材料及其制备方法。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案。

高导热环保阻燃尼龙复合材料，其特征在于按重量份数计由下列组分组成：尼龙610-20份、尼龙6610-25份、羰基铁粉20-30份、铜粉2-5份、铝粉2-8份、锌粉2-8份、氢氧化镁5-40份、多壁碳纳米管0.1-0.3份、石墨烯0.1-0.3份、碳纤维0.5-5份、玻璃纤维5-8份、弹性体1-5份、偶联剂0.1-0.5份、抗氧剂0.1-0.5份。

上述所述羰基铁粉与铜粉、铝粉、锌粉的重量比为10:1:1.1:0.9。

上述所述碳纤维与多壁碳纳米管、石墨烯的重量比为5:1:1。

上述所述羰基铁粉平均粒径为10-150微米；所述铜粉平均粒径为50-200微米；所述铝粉平均粒径为20-100微米；所述锌粉平均粒径为10-100微米。

上述所述氢氧化镁为纳米级氢氧化镁，平均粒径为20-200纳米。

上述所述多壁碳纳米管平均粒径为1-100纳米；所述石墨烯平均粒径为1-50纳米；所述碳纤维平均长径比为20-50，导热率500-700W/mk。

上述所述弹性体为POE、SBS、SEBS中的至少一种。

上述所述偶联剂为硅烷偶联剂KH560（γ―(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷）。

上述所述抗氧剂为抗氧剂445（4,4’-双(α,α-二甲基芐基)二苯胺）和抗氧剂619（二硬脂基季戊四醇二亚磷酸酯）两者复配。

高导热环保阻燃尼龙复合材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

（1）将偶联剂配制成2wt%偶联剂乙醇溶液，偶联剂用量为碳纤维重量的0.5%；将碳纤维在丙酮溶液中浸泡30分钟，去除丙酮溶液，烘干；再将烘干的碳纤维在80%硝酸溶液中刻蚀1分钟，去除硝酸溶液，烘干；最后用配制好的2wt%偶联剂乙醇溶液浸泡5分钟，挥发除去乙醇；

（2）将尼龙6与经步骤（1）处理后的碳纤维通过双螺杆挤出机熔融挤出、造粒；

（3）将尼龙66与玻璃纤维通过双螺杆挤出机熔融挤出、造粒；

（4）将偶联剂配制成2wt%偶联剂乙醇溶液，偶联剂用量为羰基铁粉、铜粉、铝粉、锌粉、氢氧化镁、多壁碳纳米管、石墨烯总重量的0.5%；将羰基铁粉、铜粉、铝粉、锌粉、氢氧化镁、多壁碳纳米管、石墨烯与配制好的2wt%偶联剂乙醇溶液于高速混料机里混合5分钟，温度设定60℃；

（5）将步骤（2）和（3）所得的母粒与步骤(4)的混合物料以及弹性体于高速混料机里混合25分钟，温度设定60℃；

（6）将经步骤（5）所得的混合料和抗氧剂置于双螺杆挤出机中，经熔融挤出、造粒。

本发明与现有技术相比，具有如下优点：通过导热填料的粒径分布的筛选、阻燃与导热效果的权重分配、导热填料的表面刻蚀、增强母粒与导热母粒的制备，使得尼龙复合材料具有较高的导热率，达到26.8W/mk，V-0级的阻燃效果，良好的力学性能。

具体实施方式

为便于对本发明的进一步理解，以下结合具体实施例对本发明做详细描述。

以下实施例中，羰基铁粉平均粒径为10-150微米，最佳平均粒径为20-75微米；铜粉平均粒径为50-200微米，最佳平均粒径为65-150微米；铝粉平均粒径为20-100微米，最佳平均粒径为50-100微米；锌粉平均粒径为10-100微米，最佳平均粒径为10-55微米；氢氧化镁为纳米级氢氧化镁，平均粒径为20-200纳米，最佳平均粒径为30-150纳米；多壁碳纳米管平均粒径为1-100纳米；石墨烯平均粒径为1-100纳米。

实施例1