[发明专利]一种导热耐高温尼龙复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于高分子材料领域，具体涉及一种导热耐高温尼龙复合材料及其制备方法。

背景技术

近年来，耐高温尼龙在电子、电器、汽车等行业得到广泛的应用。耐高温尼龙良好的耐磨性、耐油性及化学稳定性、适宜的吸水率和收缩率、优良的尺寸稳定性及优异的机械强度使其极好地满足了工农业和民用设施对材料更加微型化、轻量化和高性能化的要求。

耐高温尼龙虽然具有优异的耐热性能，但与金属材料相比，其导热性能在实际应用中很难达到使用要求，大大限制了其在许多领域如民用电子电器、玩具、通讯、线缆、军工等需要具有一定导热或散热功能零件的使用。目前，市场上的导热材料大多用金属原材料生产，成本高、生产工艺复杂、生产效率低。如果能用耐高温尼龙材料代替传统的金属导热散热材料应用于这些领域，即可大大提高经济效益，因此，耐高温尼龙材料的导热性能则是目前迫切地需要提高的。

采用导热填料对耐高温尼龙进行改性是提高其导热率的有效途径。导热填料可分为导热无机绝缘填料和导热非绝缘填料两大类。导热无机绝缘填料有Al₂O₃、BN、AlN、ZnO、MgO等，非绝缘导热填料有导电率和热导率均较高的金属粉、石墨、炭黑、碳纤维等。通常要获得一定热导系数的复合材料， 导热填料添加量要达到一定的体积分数，使填料在基体中彼此间接触而形成相互作用，使体系形成大量的链状或类似网状结构，这样的导热网可以使材料导热率大大提高。单一导热填料的填充临界值较大，会对聚合物材料本身的其它性能造成较大影响，例如，机械性能，而且很难在基体树脂中得到理想的导热网络，导热性能差。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种导热性能好且机械性能优异的导热耐高温尼龙复合材料，且提供一种制备工艺和设备简单、成本低，适合大规模工业化生产的导热耐高温尼龙复合材料的制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案一，一种导热耐高温尼龙复合材料的基础方案为：一种导热耐高温尼龙复合材料，由以下重量份的组分制成：高温尼龙100份，膨胀石墨5-15份，精磨石墨粉1-5份，偶联剂0.2-1份，抗氧剂0.3-0.8份，润滑剂0.5-1.5份。

采用本发明基础技术方案的导热耐高温尼龙复合材料，高温尼龙为基体；膨胀石墨是一种性能优良的吸附剂，尤其是它具有疏松多孔结构，对有机化合物具有强大的吸附能力；精磨石墨粉是碾磨成细粉状的石墨；利用上述重量份的组分比例，通过膨胀石墨剥离的片状结构和精磨石墨粉的微片结构共同构成多级石墨网络结构，在获得较高导热系数的同时，也保证了高分子复合材料的力学性能。

优选方案一，在基础方案之上，所述的组分的重量份数为：高温尼龙100份，膨胀石墨7份，精磨石墨粉2份，偶联剂0.3份，抗氧剂0.8份，润滑剂0.5份。

优选方案二，在基础方案之上，所述的组分的重量份数为：高温尼龙100份，膨胀石墨10份，精磨石墨粉3份，偶联剂0.2份，抗氧剂0.5份，润滑剂0.9份。

优选方案三，在基础方案之上，所述的组分的重量份数为：高温尼龙100份，膨胀石墨15份，精磨石墨粉5份，偶联剂0.9份，抗氧剂0.4份，润滑剂1.3份。

优选方案四：在基础方案或者在优选方案一~三的任意一项，所述的高温尼龙为PA46、PA6T、PA9T、PA10T、PA11T、PA12T、PA6T/PA610、PA6T/PA66、PA6T/PA6、PA6T/PA6I、PA6T/PA10T、PA6T/PA6I/66中的一种或两种以上的混合物；

所述的膨胀石墨的粒度为80～100目，膨胀倍率为250mL/g～280mL/g；

所述的精磨石墨粉的直径为1～10μm；

所述的抗氧剂为工业级维生素E。