[发明专利]一种改性白石墨烯/聚酰胺复合导热材料及其制备方法

说明书

本发明涉及纳米复合材料技术领域，具体涉及改性白石墨烯/聚酰胺复合导热材料及其制备方法，导热材料按重量份包括：PA树脂80～100份，改性白石墨烯0.5～20份，抗氧剂0.1～3份，润滑剂0.3～3份；所述改性白石墨烯为2～10层白石墨烯先经表面亲油性处理后，再经原位聚合得到由聚合物包覆修饰的白石墨烯。该材料的按比例混合后，采用双螺杆挤出机熔融共混、挤出，然后拉条、冷却、风干、切粒得到聚酰胺复合材料。制备的改性白石墨烯/聚酰胺导热复合材料具有高热导率、高韧性、比重小等一系列优点，可以广泛应用于LED灯的灯杯、灯座等中，从而保证了LED灯良好的散热效果。

技术领域

本发明涉及导热材料技术领域，具体涉及一种改性白石墨烯/聚酰胺复合导热材料及其制备方法。

背景技术

聚酰胺俗称尼龙(Nylon)，英文名称Polyamide，简称PA，是分子主链上含有重复酰胺基团的热塑性树脂总称。PA材料因具有高强度，高耐磨性，良好的耐油性而被广泛应用于LED照明，汽车工业以及电子电器行业等。但PA作为一种聚合物材料，其导热散热能力一般(热导率仅为0.25W/(m·K))，因此限制了其在上述领域的应用。

常规的提升塑料热导率的方法为填充导热填料，现有的导热填料包括氮化铝、碳化硅、氧化镁、二氧化硅、氧化铝等，根据导热机理，这些导热填料需添加40wt％以上才能明显提升复合材料的热导率，但如此高添加量下会造成材料的韧性和加工性能显著下降。

发明内容

有鉴于此，有必要针对现有导热填料的缺点，提供一种既能保持PA树脂优异的机械性能，又能有效提高热导率的改性白石墨烯/聚酰胺复合导热材料及其制备方法。

为实现上述目的，本发明采取以下的技术方案：

本发明的改性白石墨烯/聚酰胺复合导热材料，按重量份包括：PA树脂80～100份，改性白石墨烯0.5～20份，抗氧剂0.1～3份，润滑剂0.3～3份；

所述改性白石墨烯为2～10层白石墨烯先经表面亲油性处理后，再经原位聚合得到由聚合物包覆修饰的白石墨烯。

白石墨烯具有高的热导率、高机械强度及绝缘性能，少量添加即可赋予树脂优异的导热性能，同时还会提高树脂的冲击韧性，且白石墨烯为透明状，加入树脂基体后，不会影响其着色性。

进一步的，所述PA树脂95份，改性白石墨烯5份，抗氧剂1份，润滑剂2份。

进一步的，所述PA树脂包括PA6，PA66，PA11，PA12，PA46，PA610，PA1010，PA612中的至少一种，优选PA66。

进一步的，所述抗氧剂包括四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八碳醇酯、N,N'-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺、2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚、4,4'-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)、三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯、季戊四醇二亚磷酸双十八酯、硫代二丙酸双十八酯、硫代二丙酸双月桂酯中的至少一种；

所述润滑剂包括硬脂酸钙、硬脂酸锌、硬脂酸钡、N,N'-亚乙基双硬脂酰胺、季戊四醇硬脂酸酯中的至少一种。

进一步的，所述改性白石墨烯的比表面积300～500m²/g。由于白石墨烯独特的结构及表面能，对于大多数油性单体如苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯等，聚合反应时难以在白石墨烯材料表面顺利进行，因此，必须对其进行表面亲油化处理，可使单体在其表面发生原位聚合形成包覆层。

具体地，所述改性白石墨烯的制备过程，包括以下步骤：

S1、对白石墨烯表面处理

将1～20份重量的白石墨烯分散在100份重量的分散溶液中，分散后加入0.1～5份重量的稳定剂进行表面处理；