[发明专利]一种阻燃型导热尼龙复合材料及其制备方法

说明书

本发明属于材料领域，具体涉及一种阻燃型导热尼龙复合材料及其制备方法，按照重量份数计，由以下原料制备而成：尼龙‑6 90～150份、导热填料30～60份、玻璃纤维10～15份、成瓷填料30～70份、偶联剂0.2～0.5份、抗氧剂0.1～0.2份，其中，所述的导热填料包括A组分和B组分，其中A组分为氢氧化镁、氧化镁、氧化锌、氮化硼、钛白粉中的一种或任意几种的组合，B组分为氧化硼，所述的A组分和B组分的质量比为4～6:1。本发明提出利用可陶瓷化的防火阻燃材料替代传统的阻燃剂使用，当外界放生火灾时，陶瓷化聚合物能够转变成具有致密结构的陶瓷体，防止外部火焰侵入引起内部材料的燃烧。

技术领域

本发明属于材料领域，具体涉及一种阻燃型导热尼龙复合材料及其制备方法。

背景技术

导热尼龙因为其价格低，导热系数高，热辐射性能优越，在所有导热材料中应用最广泛。尤其是新兴的LED照明灯领域，高端产品基本都是用导热尼龙做散热材料的。和传统的铝材相比，塑料容易加工，成本低，而且热辐射性能更好。导热尼龙为了达到防火阻燃的要求，都会在基体中加入阻燃剂，绝大部分是含卤阻燃剂，包括各种含氯、含溴化合物，在燃烧时会产生有害物质和大量烟雾。而选用其它非卤素阻燃剂又存在着阻燃效果差、添加量大的缺点。

陶瓷化橡胶材料是近年来出现的一种新型防火阻燃材料，它是在橡胶基体中添加一定的成瓷填料和助熔剂制得的复合材料，其在常温下能够保持良好的弹性和力学性能，当遇到明火或处于高温环境时，这种复合材料能转变为具有自支撑性的陶瓷体，从而阻止火焰蔓延，达到防火目的。陶瓷化橡胶材料具有广阔的应用前景，特别是用作电线电缆的绝缘材料，能防止火焰进一步向电线电缆内部蔓延，使电路在火灾中依然保持畅通。

发明内容

针对以上现有技术的不足，本发明提出一种阻燃型导热尼龙复合材料及其制备方法，利用可陶瓷化的防火阻燃材料替代传统的阻燃剂使用，当外界放生火灾时，陶瓷化聚合物能够转变成具有致密结构的陶瓷体，防止外部火焰侵入引起内部材料的燃烧。

本发明所述的一种阻燃型导热尼龙复合材料，其特征在于，按照重量份数计，由以下原料制备而成：尼龙-6 90～150份、导热填料30～60份、玻璃纤维10～15份、成瓷填料30～70份、偶联剂0.2～0.5份、抗氧剂0.1～0.2份，其中，所述的导热填料包括A组分和B组分，其中A组分为氢氧化镁、氧化镁、氧化锌、氮化硼、钛白粉中的一种或任意几种的组合，B组分为氧化硼，所述的A组分和B组分的质量比为4～6:1。

本发明中，一个创新点在于加入了成瓷填料，但是没有加入助熔剂，而是对导热填料的配方做了变更，将导热填料中的氧化硼作为固定组分，氧化硼既能充当导热填料，本身的熔点只有450℃左右，因此又能够充当助熔剂，省去了单独选用助熔剂的麻烦。另一个创新点在于好加入了玻璃纤维，尼龙-6纯树脂的导热系数一般在0.3W/(m·K)左右，在树脂中添加一些导热填料后，尼龙材料的导热系数可以达到0.5-1.0，满足导热尼龙制品的导热要求，添加导热填料甚至是成瓷填料后，尼龙制品的韧性过低，无法满足物理性能的需求，因此，在导热尼龙中需要添加一些増韧助剂，玻璃纤维则作为増韧助剂的典型代表，另一方面，玻璃纤维的熔点低于650℃，又能够充当助熔剂的作用。

其中，优选方案如下：

所述的玻璃纤维为无碱玻璃纤维，直径12μm～23μm。

所述的成瓷填料为云母、硅灰石或粘土，更优选为硅灰石。硅灰石本身就可以作为塑料制品的一种填充材料，硅灰石具有独特的针状纤维，具有良好的绝缘性、耐磨性，以及较高的折光率，可以提高冲击强度、增强流动性以及改善抗拉强度、冲击强度、线性拉伸及模收缩率。作为成瓷填料使用时，硅灰石还可以大幅度降低陶瓷体烧成温度，缩短烧成时间，同时提高陶瓷体的胚体强度

所述的偶联剂为硅烷偶联剂，选自KH-550、KH-560或KH-570中的一种。