本發(fā)明涉及一種尼龍導(dǎo)熱材料及其制備方法，具體涉及一種LED燈用氮化硼-尼龍導(dǎo)熱復(fù)合材料。

背景技術(shù)：

一般來說，純塑料材料的導(dǎo)熱系數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不及金屬、陶瓷材料，但是它的絕緣性能好。導(dǎo)熱塑料不僅具有金屬和陶瓷的熱傳遞性能，同時(shí)還保留了普通塑料在設(shè)計(jì)、性能和成本方面的優(yōu)點(diǎn)，具有散熱均勻、重量輕、多種基礎(chǔ)樹脂的選擇、成型加工方便、熱膨脹系數(shù)低、成型收縮率低、工作溫度低和提高設(shè)計(jì)自由度特點(diǎn)，廣泛被用于各行各業(yè)中。

目前，導(dǎo)熱塑料最典型的應(yīng)用是在照明領(lǐng)域，主要用于制作需要散熱良好的LED節(jié)能燈的燈杯等，雖然LED節(jié)能燈所消耗的熱量要比普通光源小得多，但因?yàn)長ED節(jié)能燈結(jié)構(gòu)緊湊、功能強(qiáng)大，如何有效散熱仍然是一個(gè)重要的問題。

中國專利申請CN102408710A公開了一種高導(dǎo)熱尼龍66復(fù)合材料，其基材全部采用尼龍66，硬度高，加入導(dǎo)熱填料后，材料拉伸性能、彎曲性能變差，而其配方中僅加入偶聯(lián)劑和抗氧劑，使得整個(gè)體系的加工性能差，在生產(chǎn)擠出過程中會產(chǎn)生斷頭現(xiàn)象，不能適用于工業(yè)化連續(xù)化生產(chǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種LED燈用氮化硼-尼龍導(dǎo)熱復(fù)合材料及其制備方法。

本發(fā)明通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)上述目的的：

一種LED燈用氮化硼-尼龍導(dǎo)熱復(fù)合材料，其特征在于，所述的導(dǎo)熱復(fù)合材料由下列重量份的原料制成：尼龍6 200份、氮化硼30-40份、亞硫酸鈉3-5份、偏亞硫酸鈉3-5份、碳纖維20-30份、丙酮50-60份、60-70%硝酸80-100份、乙氧基喹啉3-5份、氯化鈣3-5份、對苯二異氰酸酯15-20份、（甲基）丙烯酸羥乙酯20-25份、催化劑0.4-1份、阻聚劑0.4-2份、四氫呋喃150-170份、甲苯80-100份、去離子水適量。

一種LED燈用氮化硼-尼龍導(dǎo)熱復(fù)合材料，其特征在于，所述的導(dǎo)熱復(fù)合材料由如下步驟制得：

（1）碳纖維的表面改性

將碳纖維置于丙酮溶液中浸泡10-12h，過濾，去離子水洗滌2-3次，100-120℃鼓風(fēng)干燥機(jī)中干燥3-4h；用60-70%硝酸回流氧化碳纖維5-7h，過濾，去離子水洗滌至PH為6-7，于100-120℃鼓風(fēng)干燥機(jī)中干燥至恒重；將硝酸氧化的碳纖維置于亞硫酸鈉、偏亞硫酸鈉及相當(dāng)于其總重量份的10-12倍的去離子水配置的溶液中，超聲40-50min，50-60℃干燥，得到表面改性的碳纖維。

（2）高聚物包覆氮化硼的制備

將氮化硼研磨篩分，超聲分散在四氫呋喃和甲苯中，再加入對苯二異氰酸酯、催化劑、阻聚劑混合均勻；在30-40℃下，緩慢滴加（甲基）丙烯酸羥乙酯；升高溫度至50-60℃，反應(yīng)5-8h，得到高聚物包覆氮化硼；

（3）氮化硼-尼龍導(dǎo)熱復(fù)合材料的制備

將尼龍6置于80-85℃的鼓風(fēng)干燥機(jī)中干燥8-10h，與表面改性的碳纖維、高聚物包覆氮化硼、乙氧基喹啉、氯化鈣一起加入高混機(jī)中高速攪拌40-50min，待混合均勻后將其加入雙螺桿擠出機(jī)中熔融擠出，拉條冷卻造粒。

一種LED燈用氮化硼-尼龍導(dǎo)熱復(fù)合材料，其特征在于，所述催化劑可以選自二月桂酸二丁基錫、馬來酸二丁基錫、馬來酸單丁酯二丁基錫、辛酸亞錫中的一種或多種復(fù)配。

一種LED燈用氮化硼-尼龍導(dǎo)熱復(fù)合材料，其特征在于，所述阻聚劑可以選自對羥基苯甲醚，對苯二酚，2,6-二叔丁基對甲酚中的一種或多種復(fù)配。

本發(fā)明使用具有摩擦系數(shù)很低、高溫穩(wěn)定性很好、強(qiáng)度高、導(dǎo)熱系數(shù)高、膨脹系數(shù)較低、耐腐蝕的氮化硼，并利用氮化硼和碳纖維的協(xié)同作用，提高了尼龍導(dǎo)熱復(fù)合材料的導(dǎo)熱性能；對碳纖維進(jìn)行表面改性，用高聚物包覆氮化硼，增加了碳纖維、氮化硼和尼龍6的相容性，有利于碳纖維和氮化硼在尼龍6中的分散，使得導(dǎo)熱材料碳釬維和氮化硼的加入不會影響產(chǎn)品的拉伸性能、彎曲性能和抗沖擊性能；其適用于工業(yè)連續(xù)化生產(chǎn)、擠出不斷頭、后續(xù)使用注塑性能好。

具體實(shí)施方式

本實(shí)施例的LED燈用氮化硼-尼龍導(dǎo)熱復(fù)合材料，所述的導(dǎo)熱復(fù)合材料由下列重量份的原料制成：尼龍6 200份、氮化硼30份、亞硫酸鈉5份、偏亞硫酸鈉5份、碳纖維20份、丙酮60份、70%硝酸100份、乙氧基喹啉5份、氯化鈣3份、對苯二異氰酸酯15份、（甲基）丙烯酸羥乙酯20份、催化劑0.4份、阻聚劑1份、四氫呋喃170份、甲苯100份、去離子水適量。

本實(shí)施例的LED燈用氮化硼-尼龍導(dǎo)熱復(fù)合材料，所述的導(dǎo)熱復(fù)合材料由如下步驟制得：

（1）碳纖維的表面改性

將碳纖維置于丙酮溶液中浸泡10h，過濾，去離子水洗滌3次，120℃鼓風(fēng)干燥機(jī)中干燥4h；用70%硝酸回流氧化碳纖維7h，過濾，去離子水洗滌至PH為6，于120℃鼓風(fēng)干燥機(jī)中干燥至恒重；將硝酸氧化的碳纖維置于亞硫酸鈉、偏亞硫酸鈉及相當(dāng)于其總重量份的12倍的去離子水配置的溶液中，超聲50min，60℃干燥，得到表面改性的碳纖維。

（2）高聚物包覆氮化硼的制備

將氮化硼研磨篩分，超聲分散在四氫呋喃和甲苯中，再加入對苯二異氰酸酯、催化劑、阻聚劑混合均勻；在30℃下，緩慢滴加（甲基）丙烯酸羥乙酯；升高溫度至60℃，反應(yīng)5h，得到高聚物包覆氮化硼；

（3）氮化硼-尼龍導(dǎo)熱復(fù)合材料的制備

將尼龍6置于85℃的鼓風(fēng)干燥機(jī)中干燥8h，與表面改性的碳纖維、高聚物包覆氮化硼、乙氧基喹啉、氯化鈣一起加入高混機(jī)中高速攪拌50min，待混合均勻后將其加入雙螺桿擠出機(jī)中熔融擠出，拉條冷卻造粒。

經(jīng)測試，本發(fā)明的LED燈用氮化硼-尼龍導(dǎo)熱復(fù)合材料導(dǎo)熱系數(shù)大于3W/（m*K），吸水率（23℃，24h）小于0.10%，拉伸強(qiáng)度大于40MPa，彎曲強(qiáng)度大于60MPa。