[发明专利]一种高导热碳纤维PA6复合材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种高导热碳纤维PA6复合材料及其制备方法。包括以下重量百分比含量的组分组成：PA6：15%‑45%；碳纤维：5%‑30%；分散剂：1%‑3%；相溶剂：1%‑3%；导热剂：15%‑55%；绝缘导热粉：5%‑15%；抗氧剂：0.7%；偶联剂：1%。本发明在复合材料中添加了导热剂和绝缘导热粉，并对碳纤维进行改性，使碳纤维与PA6具有更好的相溶性，使最终得到的复合材料不仅具有很好的导热能力，而且使其获得优越的力学性能，本发明的制备方法挤出造粒一次形成，其制备方法工艺简单，操作方便，效益高，成本低，适合工业化生产。

技术领域

本发明涉及复合材料技术领域，具体涉及一种高导热碳纤维PA6复合材料及其制备方法。

背景技术

碳纤维具有许多优良性能，碳纤维的轴向强度和模量高，密度低、比性能高，无蠕变，非氧化环境下耐超高温，耐疲劳性好，比热及导电性介于非金属和金属之间，热膨胀系数小且具有各向异性，耐腐蚀性好，X射线透过性好等特点，具有良好的导电导热性能、电磁屏蔽性好等，现已广泛应用于航天航空、新型纺织机械、石油化工、医药器械、汽车、机械制造、建筑行业、文体用品、电信、电加热等高新技术领域。

碳纤维力学性能优越，目前对于碳纤维研究重点也基本在于如何提高碳纤维的力学性能，而对于如何提高碳纤维的导热性能，并利用其优越的力学性能用于导热设备高新领域的研究却基本为空白。目前PA6虽然具有优越的综合性能，加上良好的绝缘能力和耐化学性，应用十分广泛，但是其导热率却只有0.30W/m.k，限制了其在导热、散热领域的应用。

发明内容

为了克服背景技术的不足，本发明提供一种高导热碳纤维PA6复合材料及其制备方法。

本发明所采用的技术方案是：一种高导热碳纤维PA6复合材料，所述复合材料由以下重量百分比含量的组分组成：

PA6：15%-45%；

碳纤维：5%-30%；

分散剂：1%-3%；

相溶剂：1%-3%；

导热剂：15%-55%；

绝缘导热粉：5%-15%；

抗氧剂：0.7%；

偶联剂：1%。

其中，所述的导热剂为石墨，所述的偶连接为KH550。

其中，所述的碳纤维为改性碳纤维，其中碳纤维的改性方法为将碳纤维浸泡在改性剂的稀释液中，并在稀释液中加入硝酸，浸泡1-2h，然后加入酒精，并加热至120℃下处理3h-5h。

其中，所述的硝酸的浓度为40%-60%，所述的酒精浓度为30%-50%。

其中，所述的改性剂为环氧树脂改性剂，在稀释液中，改性剂的重量百分比含量为30%-60%。

其中，所述的稀释液中所用的稀释剂为水、甲醇、甲醛中一种或两种；

所述抗氧剂为四 [β-(3，5- 二叔丁基 -4- 羟基苯基 ) 丙酸 ] 季戊四醇酯和/或三[2.4- 二叔丁基苯基 ] 亚磷酸酯；

所述偶联剂为氨基三乙氧基硅烷偶联剂和 / 或氨基三甲氧基硅烷偶联剂。

其中，所述的绝缘导热粉为碳化硅或氮化硼。

一种高导热碳纤维PA6复合材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）在经权利要求4改性处理得到的碳纤维中按配比加入石墨，并在其中加入偶联剂，然后在150℃下处理5h，最后干燥保存得到干燥的碳纤维混合物；

（2）将上述步骤（1）中得到的碳纤维混合物粉碎成粉末；