[发明专利]一种导热尼龙6树脂复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种导热尼龙6树脂复合材料及其制备方法，属于改性尼龙树脂领域。目的是提供的树脂复合材料具有良好的机械性能以及高热导率的特点；导热填料价格低廉且性能优良；提供的制备方法工艺简单且成本低廉。这种复合材料由以下重量份数的组分制成：尼龙6树脂100份、导热填料1～10份、碳纤维1～5份、抗氧化剂1010 1～5份、乙撑双硬脂酰胺1～5份。本方案选用磺化、还原改性的氧化石墨烯为导热填料，该类导热填料改性条件温和，成本低廉，可在较低的导热填料填充情况下保证复合材料有较优的导热性能和机械性能。

技术领域

本发明涉及一种导热尼龙6树脂复合材料及其制备方法。

背景技术

导热尼龙作为重点新材料首批次应用保险补偿试点项目之一，具有广阔的应用前景与应用价值。并且目前，工业中常用的导热散热器件主要以金属，及其氧化物、氮化物等为主，而这些材料难以加工成型，耐溶剂性差，价格高，性能脆等，因此采用其他材料替代这些传统材料势在必行。

高分子聚合物材料有着优良的加工性能，且耐溶剂性好，耐腐蚀，价格低廉等优点，在很多行业领域已经取代传统金属、陶瓷材料，但是高分子聚合物导热性能较差，因此必须对聚合物中加入导热填料以提高其热导率，常用的导热填料主要有金属、金属氧化物、金属氮化物以及石墨等，但是过多的填充导热填料会使得聚合物材料的力学性能大幅度下降从而影响其实际应用，因此如何在保证聚合物材料的优异力学性能前提下来提高其热导率是当前需要决解的一大难题。

中国专利CN105778278A中公开了一种纳米碳材料填充高导热树脂复合材料及其制备方法，该方法中在30～45份重量的树脂中填充30～50份重量的纳米级别的导热碳材料，所制备的复合材料热导率仅1W/(m*k)左右，缺口冲击强度仅4～5KJ/m²左右，拉伸强度与弯曲强度也普遍偏低。中国专利CN102464883A中公开了一种导热树脂组合物及其制备方法，该方法中在100重量份数的尼龙6树脂或者聚苯硫醚树脂中添加80～120重量份数的膨胀石墨或者鳞片石墨，所制备的复合材料热导率在1～1.8W/(m*k)左右，拉伸强度在45～55MPa左右，缺口冲击强度仅在20～40J/m。上述方案技术活不能给树脂材料提供足够高的热导率和机械强度，或不能让复合材料高热导率与高机械性能良好共存，并不能有效解决当前存在的问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供了一种导热尼龙6树脂复合材料及其制备方法，解决了上述背景技术中高导热并且保持优良机械性能的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供了一种导热尼龙6树脂复合材料的制备方法，包括如下步骤：

(1)预混物的制备：将尼龙6树脂、碳纤维、抗氧剂1010、乙撑双硬脂酰胺以100:1～5:1～5:1～5的质量比混合均匀，形成预混物；

(2)导热填料的磺化改性：将氧化石墨烯以三氧化硫的二氯乙烷溶液作为磺化改性试剂，进行磺化反应得到磺化改性的氧化石墨烯导热填料；

(3)复合材料胶液的配制：将步骤(1)的预混物与步骤(2)的导热填料按重量份103～115:1～10的比例，加热至200～280℃下熔融并混合均匀，得到复合材料胶液；

(4)成型：将步骤(3)复合材料胶液导入模具中，即得到成品导热尼龙6树脂复合材料。

在本发明一较佳实施例中，所述步骤(2)导热填料的磺化改性包括如下步骤：

①将氧化石墨烯均匀分散在二氯乙烷溶剂中，然后滴加三氧化硫的二氯乙烷溶液；其中，氧化石墨烯与二氯乙烷溶剂的用量比为1g:50～500mL，氧化石墨烯与三氧化硫的质量比为5:1～1:5；

②在70℃～120℃下回流磺化反应10～24小时；