[发明专利]一种高导热尼龙6中空制件的滚塑制备方法

说明书

本发明公开一种高导热尼龙6中空制件的滚塑制备方法，包括如下步骤：（1）导热填料氮化硼的预处理：先后通过表面羟基化和表面异氰酸酯化，在氮化硼表面接枝活性异氰酸酯官能团；（2）尼龙6中空制件的制备：将经过预处理的氮化硼分散于己内酰胺熔体中，再向其中加入己内酰胺阴离子聚合催化剂，迅速混合均匀并将混合熔体倒入经过预热的滚塑模具中，开启滚塑机，基于滚塑模具中的己内酰胺原位阴离子聚合制备得到高导热尼龙6中空制件。与现有技术相比，本发明具有制备高导热尼龙6中空制件的能耗低、制件壁厚更加均匀、导热填料分散均匀以及导热效果优异的优势，可以有效降低导热尼龙6中空制件的生产成本。

技术领域

本发明属于导热聚合物制备领域，尤其涉及一种高导热尼龙6中空制件的滚塑制备方法。

背景技术

与普通尼龙6相比，通过阴离子聚合制备的尼龙6具有尺寸稳定性好、机械强度高的优点。中国专利CN201810608353.8、CN201610870560.1、CN200810072897.3及CN200410099075.6公开了基于滚塑模具中己内酰胺原位阴离子聚合反应技术制备尼龙6制件的方法，由于己内酰胺的熔体粘度非常低，其熔体阴离子聚合温度低，生成尼龙6的速度以及结晶固化温度都很快，因此与传统的使用聚合物为原料制备滚塑制品相比，具有能耗低、周期短、工艺简单的优点。特殊应用场合需要制件具有高导热的特点，然而，尼龙6的导热系数通常不高，一般需要添加无机导热填料进行改性以提高其导热能力。但是对于基于滚塑模具中己内酰胺原位阴离子聚合反应技术制备尼龙6制件来说，添加无机导热填料时，由于较低的己内酰胺熔体粘度，滚塑过程中离心力会引起较高密度的无机填料沉降，从而导致在尼龙6制件内外表面密度不均一，影响最终制件的导热和机械性能。

发明内容

发明目的：本发明主要是解决现有技术所存在的问题，提供一种防止无机填料沉降的高导热尼龙6中空制件的滚塑制备方法。

技术内容：为了实现上述目的，本发明高导热尼龙6中空制件的滚塑制备方法包括如下步骤：

(1)导热填料氮化硼的预处理：将羟基化氮化硼置于至少10倍(含)于其重量的甲苯-2,4-二异氰酸酯中，氮气保护下，室温下搅拌反应1小时后，过滤取出其中的固体物质，并使用甲苯充分洗涤、干燥后既得预处理后的导热氮化硼；

(2)滚塑制备高导热尼龙6制件：将步骤(1)中预处理后的氮化硼加入经减压蒸馏除水分的己内酰胺熔体中，分散混合均匀，然后向其中加入己内酰胺阴离子开环聚合催化剂己内酰胺钠，迅速搅拌溶解均匀后，将熔体混合物倒入加热恒温的滚塑模具中，开启滚塑机，2～10分钟后，取出模具、冷却至室温后脱模既得高导热尼龙6中空制件。

优选地，所述步骤(1)中羟基化氮化硼根据文献(刘亚辉，六方氮化硼的表面功能化及其聚乙烯醇复合薄膜的制备，硕士论文，吉林大学，2017)中方法制备；

优选地，所述步骤(2)中导热氮化硼在己内酰胺熔体的添加量为10～20wt％；所述步骤(2)中己内酰胺熔体的温度为80～100℃；所述步骤(2)中己内酰胺阴离子开环聚合催化剂为己内酰胺钠，己内酰胺钠的添加量为己内酰胺钠的0.1～0.5wt％；所述步骤(2)中模具的恒温温度为120～180℃。

有益效果：本发明相对于现有技术而言具有以下有益效果：

本发明中以双官能团异氰酸酯化学接枝改性羟基化氮化硼，在其表面生成具有反应活性的异氰酸酯官能团，这种异氰酸酯表面改性的氮化硼加入己内酰胺熔体中时，己内酰胺分子迅速与异氰酸酯官能团反应，氮化硼表面进一步转变为具有引发己内酰胺阴离子开环聚合能力的酰化己内酰胺官能团，当向含有酰化己内酰胺表面改性氮化硼的己内酰胺熔体中加入阴离子聚合催化剂，并将熔体混合物加入经预热的滚塑模具中时，由于己内酰胺快速的阴离子聚合速度和在阴离子聚合度下尼龙6的迅速结晶，尼龙6分子链迅速在氮化硼表面生长，并引发整个混合熔体快速聚合、结晶、固化，从而使避免了导热氮化硼在滚塑过程中因离心力而产生的沉降现象导致的尼龙6制件内外表面密度不均一，保证尼龙6制件的高导热性。