一種導(dǎo)熱耐高溫尼龍復(fù)合材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于導(dǎo)熱材料領(lǐng)域，涉及一種導(dǎo)熱耐高溫尼龍復(fù)合材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 耐高溫尼龍的發(fā)展使工農(nóng)業(yè)和民用設(shè)施更加的微型化輕量化和動力強勁化成為 可能。耐高溫尼龍可以為某些部件帶來更高的耐溫性能，或是干脆替代了金屬原材料來生 產(chǎn)這些部件。新型設(shè)備的裝置和組件也有用耐高溫尼龍代替金屬和熱固性材料的趨勢。這 些都將會加大對耐高溫尼龍材料的需要量，從而帶動市場需求。
[0003] 由于不同領(lǐng)域、不用制品具有不同的使用性能要求，單一的耐高溫尼龍樹脂無法 滿足使用要求，在導(dǎo)熱性能方面，高溫尼龍的導(dǎo)熱性遠遠不及金屬。而目前在民用電子電 器、玩具、通訊、線纜、軍工等許多領(lǐng)域，都涉及到需要具有一定導(dǎo)熱或散熱功能的零件，同 時需要有較高的機械強度。該系列產(chǎn)品市場目前基本都不得不使用金屬原材料生產(chǎn)，忍受 著生產(chǎn)加工難度大，環(huán)節(jié)多，成本費用高，生產(chǎn)效率低等一系列缺點。
[0004] 采用導(dǎo)熱填料對高分子進行改性是提高高分子材料導(dǎo)熱率的有效途徑，而通常 要獲得一定熱導(dǎo)系數(shù)的復(fù)合材料，單一導(dǎo)熱粉末的添加量較大，大大影響了高分子材料本 身的其它性能，本發(fā)明通過添加導(dǎo)熱纖維與導(dǎo)熱粉末復(fù)配的方式，在獲得較高導(dǎo)熱系數(shù) 的同時，也保證了高分子復(fù)合材料的力學(xué)性能。中國專利CN102702742A提到了在PA6、 PA66、PA612、PA46、PA6T、PA9T等材料中添加導(dǎo)熱纖維及導(dǎo)熱粉末來提高材料的導(dǎo)熱系 數(shù)，但是其相容劑的添加大大得降低了材料的耐高溫性能，且其選用的基材并沒有涉及到 PA6T/PA6I、PA6T/PA6、PA6T/PA610、PA6T/PA6I/PA66等制造成本較低的耐高溫材料。專利 CN2012101976也涉及到導(dǎo)熱填料改性塑料而制得導(dǎo)熱復(fù)合材料，但其中尼龍組分只是起到 一個改善加工的作用，添加量較少。目前，尚未見到碳纖維和導(dǎo)熱填料以復(fù)配的形式改性高 溫尼龍的公開報道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本法發(fā)明的目的在于為克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷而提供一種導(dǎo)熱耐高溫尼龍復(fù)合材 料及其制備方法。
[0006] 本發(fā)明所制備的導(dǎo)熱耐高溫尼龍復(fù)合材料具有高導(dǎo)熱性、耐高溫、機械性能好等 特點。本發(fā)明所提供的制備工藝簡單，生產(chǎn)效率高，適合大規(guī)模推廣應(yīng)用，具有很好的社會 和經(jīng)濟效益。
[0007] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下的技術(shù)方案：
[0008] -種導(dǎo)熱耐高溫尼龍復(fù)合材料，由包含以下重量份的組分制成：
[0009] 高溫尼龍 ]00份， 碳纖維 5-30份， 導(dǎo)熱填料 20-50份， 偶聯(lián)劑 0.2-1份， 抗氧劑 0.3-0.8份， 潤滑劑 0.5-1.5份， 結(jié)晶成核劑 0.3-0.8份。
[0010] 所述的高溫尼龍選自熔點為 280-320°C 的 PA10T、PA6T/PA66、PA9T、PA11T、PA12T、 PA46、PA6T/PA10T、PA6T/PA6I、PA6T/PA6I/66、PA6T/PA6、PA6T/PA610 中的一種或一種以上， 優(yōu)選PAIOT。
[0011] 所述的碳纖維直徑為5-15 μ m。
[0012] 所述的導(dǎo)熱填料為氧化鋁、氮化鋁、氮化硼、碳化硅、石墨、銅粉、鋁粉或銀粉中的 一種或一種以上。
[0013] 所述的偶聯(lián)劑為Ν-β-氨乙基-Y-氨丙基三甲氧基硅烷或Y-(甲基丙烯酰氧） 丙基二甲氧基娃燒。
[0014] 所述的抗氧劑為亞磷酸脂類抗氧劑、受阻酚類抗氧劑或硫代酯類抗氧劑，優(yōu)選亞 磷酸脂類抗氧劑；
[0015] 所述的亞磷酸脂類抗氧劑為三（2,4-二叔丁基苯基）亞磷酸酯、或四（2,4-二叔 丁基苯基-4,4-聯(lián)苯基）雙磷酸酯；
[0016] 所述的受阻酚類抗氧劑為Ν，Ν' -雙-(3-(3, 5-二叔丁基-4-羥基苯基）丙?；?己二胺、3-(3, 5-二叔丁基-4-羥基苯基）丙酸正十八烷醇酯或二縮三乙二醇雙[β - (3-叔 丁基-4-羥基-5-甲基苯基）-丙酸酯；
[0017] 所述的硫代酯類抗氧劑為3, 3-硫代二丙酸雙十四烷酯、硫代二丙酸二硬脂醇酯 或硫代二丙酸雙十二烷酯；
[0018] 所述的潤滑劑為季戊四醇硬脂酸酯、GT-Il (市售）或RH-313 (市售）中的一種或 一種以上，優(yōu)選GT-Il。
[0019] 所述的結(jié)晶成核劑為納米蒙脫土、納米二氧化鈦或Ρ22 (市售)，優(yōu)選Ρ22。
[0020] 一種上述導(dǎo)熱耐高溫尼龍復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟：
[0021] (1)將高溫尼龍和碳纖維干燥；
[0022] (2)按照上述配比稱取以下重量份的各組分原料：高溫尼龍100重量份，碳纖維 5-30重量份，導(dǎo)熱填料20-50重量份、偶聯(lián)劑0. 2-1份，抗氧劑0. 3-0. 8份，潤滑劑0. 5-1. 5 份，結(jié)晶成核劑〇. 3-0.8份；
[0023] (3)將步驟（2)中稱取的原料投入到低速混合機中干混；
[0024] ( 4 )將（3 )中混合好的原料投入到雙螺桿擠出機的主喂料口，雙螺桿擠出機的加工 溫度為270_330°C，經(jīng)擠出牽條、造粒即得導(dǎo)熱耐高溫尼龍復(fù)合材料。
[0025] 所述的步驟（1)中，高溫尼龍置于干燥器中干燥，干燥溫度為KKTC，干燥時間為 12h ;碳纖維置于KKTC烘箱中干燥4小時。
[0026] 所述的步驟（3)的干混時間為lOmin。
[0027] 本發(fā)明具有以下有益效果：
[0028] 本發(fā)明所采用的偶聯(lián)劑為N- β -氨乙基-Y -氨丙基三甲氧基硅烷和Y _(甲基丙 烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷偶聯(lián)劑處理碳纖維，使纖維與高溫尼龍具有很好的界面粘接作 用，與基體良好的相容性加上碳纖維本身的高強度及高導(dǎo)熱性，使復(fù)合材料的導(dǎo)熱性能提 高，且復(fù)合材料的機械性能在大量導(dǎo)熱填料添加下得到保留甚至提高；導(dǎo)熱填料氧化鋁、氮 化鋁、氮化硼、碳化硅、石墨、銅粉、鋁粉、銀粉的添加大大提高復(fù)合材料的導(dǎo)熱性；通過添加 結(jié)晶成核劑的方法，大大提1? 了1?溫尼龍基體的結(jié)晶度，提1? 了復(fù)合材料的力學(xué)性能和耐 熱性。采用上述方法所制備的導(dǎo)熱耐高溫尼龍復(fù)合材料具有高導(dǎo)熱性、耐高溫、機械性能好 等特點。本發(fā)明所提供的制備工藝簡單，生產(chǎn)效率高，適合大規(guī)模推廣應(yīng)用，具有很好的社 會和經(jīng)濟效益。
【具體實施方式】
[0029] 下面結(jié)合實施例進一步說明本發(fā)明。
[0030] 以下實施例和對比例中的高溫尼龍皆置于干燥器中，干燥溫度為l〇〇°C，干燥時間 為12h ;碳纖維皆置于KKTC烘箱中干燥4小時，具體實施例和對比例中不再贅述。
[0031] 實施例1
[0032] (1)按重量百分比稱量100份已經(jīng)干燥好的尼龍IOTUO份直徑為12 μ m的碳纖 維、30份氧化錯、0. 2份N- β -氛乙基-γ -氛丙基二甲氧基娃燒偶聯(lián)劑、0. 55份二（2,4_二 叔丁基苯基）亞磷酸酯、0. 5份GT-Il潤滑劑和0. 8份Ρ22結(jié)晶成核劑；
[0033] (2)將上述稱好的原料投入到低速混合機中干混IOmin ;
[0034] (4)將混合好的原料投入到雙螺桿擠出機的主喂料口；經(jīng)雙螺桿擠出牽條、造粒 即得導(dǎo)熱耐高溫尼龍復(fù)合材料。其中，雙螺桿擠出機的溫度為：一區(qū)270°C，二區(qū)285°C，三 區(qū)295°C，四區(qū)300°C，五區(qū)305°C，六區(qū)305°C，七區(qū)310°C，八區(qū)310°C，九區(qū)310°C，十區(qū) 305°C，機頭溫度300°C，螺桿轉(zhuǎn)速為180r/min。
[0035] 實施例2
[0036] (1)按重量百分比稱量100份已經(jīng)干燥好的尼龍9T、5份直徑為5 μ m的碳纖維、20 份錯粉、〇. 5份N- β -氨乙基-γ -氨丙基二甲氧基娃燒偶聯(lián)劑、0. 3份二（2,4-二叔丁基苯 基）亞磷酸酯、I. 〇份GT-Il潤滑劑和0. 3份Ρ22結(jié)晶成核劑；
[0037] (2)將上述稱好的原料投入到低速混合機中干混IOmin ;
[0038] (4)將混合好的原料投入到雙螺桿擠出機的主喂料口；經(jīng)雙螺桿擠出牽條、造粒 即得導(dǎo)熱耐高溫尼龍復(fù)合材料。其中，雙螺桿擠出機的溫度為：一區(qū)270°C，二區(qū)285°C，三 區(qū)295°C