一種阻燃導熱尼龍66復合材料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種阻燃導熱尼龍66復合材料及其制備方法，包括如下重量份組分：尼龍66 40～60份、金屬氮化物10～20份、導熱填料20～30份、玻璃纖維8～12份、勃姆石15～25份、碳酸鈣10～20份、云母粉5～10份、阻燃劑20～30份、抗氧劑1～3份、潤滑劑5～10份、偶聯(lián)劑10～16份；制備方法為：勃姆石和云母粉改性；金屬氮化物改性；制備增強母粒；制備導熱母粒；制備阻燃母粒；擠出造粒；注塑成型。本發(fā)明在科學配方的基礎上，通過單獨制備增強母粒、導熱母粒和阻燃母粒的，再制備復合材料的方法，提高了各原料在尼龍中的分散性，使所制備的復合材料兼具優(yōu)異的機械強度、阻燃性能和導熱性能，綜合性能優(yōu)異。
【專利說明】
一種阻燃導熱尼龍66復合材料及其制備方法
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及改性聚酰胺技術領域，特別是涉及一種阻燃導熱尼龍66復合材料及其制備方法。
【背景技術】
[0002]隨著國際上以塑料替代金屬材料在石油化工、機械、航天和民用等領域的廣泛推廣，塑料以其特有的輕質、耐腐蝕等優(yōu)勢迅速占有廣闊的市場，表現(xiàn)出替代金屬使用的突出性的優(yōu)點。
[0003]尼龍66以其優(yōu)異的物理機械性能，耐溶劑耐腐蝕性及良好的外觀等特點已經(jīng)被廣泛替代金屬應用，但因其導熱系數(shù)太低，屬于熱的不良導體，阻燃效果差、不絕緣等缺點，限制了其在照明、電子、PC等散熱器件領域的應用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明主要解決的技術問題是提供一種阻燃導熱尼龍66復合材料及其制備方法，能夠解決尼龍66在使用過程中存在的上述問題。
[0005]為解決上述技術問題，本發(fā)明采用的一個技術方案是:提供一種阻燃導熱尼龍66復合材料，包括如下重量份組分:尼龍66 40?60份、金屬氮化物10?20份、導熱填料20?30份、玻璃纖維8?12份、勃姆石15?25份、碳酸鈣10?20份、云母粉5?10份、阻燃劑20?30份、抗氧劑I?3份、潤滑劑5?1份、偶聯(lián)劑1?16份。
[0006]在本發(fā)明一個較佳實施例中，所述金屬氮化物為氮化鋁和氮化鎂以1:1的質量比混合的混合物。
[0007]在本發(fā)明一個較佳實施例中，所述導熱填料為碳纖維、石墨粉和炭黑粉以2:1:3的比例混合的混合物。
[0008]在本發(fā)明一個較佳實施例中，所述阻燃劑為三聚氰胺氰脲酸鹽和氫氧化鎂以3?5:1的比例混合的混合物。
[0009]在本發(fā)明一個較佳實施例中，所述偶聯(lián)劑包括等重量的硅烷偶聯(lián)劑和鈦酸酯偶聯(lián)劑。
[0010]在本發(fā)明一個較佳實施例中，所述抗氧劑為受阻酚類抗氧劑，所述潤滑劑為硅酮粉。
[0011]為解決上述技術問題，本發(fā)明采用的另一個技術方案是:提供一種阻燃導熱尼龍66復合材料的制備方法，包括如下步驟:
(1)勃姆石和云母粉改性處理:將15?25重量份的勃姆石和5?10重量份的云母粉加入高速混合機中，然后加入含配方量的鈦酸酯偶聯(lián)劑和1/2配方量的硅烷偶聯(lián)劑的無水乙醇溶液，在一定溫度下攪拌混合一段時間，干燥后得到改性的勃姆石和云母粉；
(2)金屬氮化物改性處理:將10?20的金屬氮化物加入含1/2配方量的硅烷偶聯(lián)劑的無水乙醇溶液浸泡1?2 Om i η，揮發(fā)去除乙醇； (3)制備增強改性尼龍66母粒:取1/3配方量的尼龍66、8?12重量份的玻璃纖維、10?20重量份的碳酸鈣和步驟(I)中改性處理的勃姆石和云母粉，用雙螺桿擠出機擠出造粒，得增強母粒；
(4)制備導熱母粒:取1/3配方量的尼龍66、20?30重量份的導熱填料和步驟(2)中改性的金屬氮化物，用雙螺桿擠出機擠出造粒，得導熱母粒；
(5)制備阻燃母粒:取1/3配方量的尼龍66、20?30重量份阻燃劑，用雙螺桿擠出機擠出造粒，得阻燃母粒；
(6)擠出造粒:將步驟(3)制備的增強母粒、步驟(4)制備的導熱母粒、步驟(5)制備的阻燃母粒、I?3重量份的抗氧劑和5?10重量份的潤滑劑加入雙螺桿擠出機中，經(jīng)熔融、擠出、冷卻、切粒得到所述阻燃導熱尼龍66復合材料粒料；
(7)注塑成型:將步驟(6)中得到的粒料干燥后，用注塑機注塑成型，并進行性能測試。
[0012]在本發(fā)明一個較佳實施例中，所述步驟(I)中，所述鈦酸酯偶聯(lián)劑和硅烷偶聯(lián)劑在無水乙醇中的濃度為25?30%;所述溫度為55?65°C，攪拌速率為80?150r/min，攪拌時間為5?8min。
[0013]在本發(fā)明一個較佳實施例中，所述步驟(2)中，所述硅烷偶聯(lián)劑在無水乙醇中的濃度為3?5%。
[0014]在本發(fā)明一個較佳實施例中，所述步驟(3)?(6)中，所述擠出溫度為240?290°C，螺桿轉速為50?100r/min。
[0015]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明一種阻燃導熱尼龍66復合材料及其制備方法，在科學選取原料配方的基礎上，通過單獨制備增強母粒、導熱母粒和阻燃母粒的，再進行加工制備復合材料的方法，有效提高了各原料在尼龍66中的分散性能，使得所制備的復合材料兼具優(yōu)異的機械強度、阻燃性能和導熱性能，綜合性能優(yōu)異。
【具體實施方式】
[0016]下面對本發(fā)明的較佳實施例進行詳細闡述，以使本發(fā)明的優(yōu)點和特征能更易于被本領域技術人員理解，從而對本發(fā)明的保護范圍做出更為清楚明確的界定。
[0017]本發(fā)明實施例包括:
實施例1
一種阻燃導熱尼龍66復合材料，包括如下重量份組分:尼龍66 40份、金屬氮化物10份、導熱填料20份、玻璃纖維8份、勃姆石(平均粒徑I?5μπι)15份、碳酸鈣10份、云母粉(平均粒徑I?10μπι)5份、阻燃劑20份、受阻酚類抗氧劑I份、硅酮粉潤滑劑5份、偶聯(lián)劑10份;其中，所述金屬氮化物為氮化鋁和氮化鎂以1:1的質量比混合的混合物;所述導熱填料為碳纖維、石墨粉和炭黑粉以2:1:3的比例混合的混合物;所述阻燃劑為三聚氰胺氰脲酸鹽和氫氧化鎂以3:1的比例混合的混合物;所述偶聯(lián)劑包括等重量的硅烷偶聯(lián)劑和鈦酸酯偶聯(lián)劑。
[0018]上述阻燃導熱尼龍66復合材料的制備方法，具體步驟如下:
(I)勃姆石和云母粉改性處理:將配方量的勃姆石和云母粉加入高速混合機中，然后加入體積濃度為25?30%的含配方量的鈦酸酯偶聯(lián)劑和1/2配方量的硅烷偶聯(lián)劑的無水乙醇溶液，在55?65°C下以80?150r/min的速率攪拌混合5?8min，110°C干燥2h后得到改性的勃姆石和云母粉； (2)金屬氮化物改性處理:將配方量的金屬氮化物加入體積濃度為3?5%的含1/2配方量硅烷偶聯(lián)劑的無水乙醇溶液中浸泡10?20min，揮發(fā)去除乙醇；
(3)制備增強改性尼龍66母粒:取1/3配方量的尼龍66、配方量的玻璃纖維、配方量的碳酸鈣和步驟(I)中改性處理的勃姆石和云母粉，用雙螺桿擠出機在240?260°C，50?80r/min的螺桿轉速下擠出造粒，得增強母粒；
(4 )制備導熱母粒:取I /3配方量的尼龍66、配方量的導熱填料和步驟(2 )中改性的金屬氮化物，用雙螺桿擠出機在240?260°C，50?80r/min的螺桿轉速下擠出造粒，得導熱母粒；
(5)制備阻燃母粒:取1/3配方量的尼龍66、配方量的阻燃劑，用雙螺桿擠出機在240?2600C，50?80r/min的螺桿轉速下擠出造粒，得阻燃母粒；
(6)擠出造粒:將步驟(3)制備的增強母粒、步驟(4)制備的導熱母粒、步驟(5)制備的阻燃母粒、配方量的抗氧劑和潤滑劑加入雙螺桿擠出機中，在260?290°C，80?100r/min的螺桿轉速下經(jīng)熔融、擠出、冷卻、切粒得到所述阻燃導熱尼龍66復合材料粒料；
(7)注塑成型:將步驟(6)中得到的粒料干燥后，用注塑機注塑成型，并進行性能測試。
[0019]實施例2
一種阻燃導熱尼龍66復合材料，包括如下重量份組分:尼龍66 60份、金屬氮化物20份、導熱填料30份、玻璃纖維12份、勃姆石(平均粒徑I?5μπι)25份、碳酸鈣20份、云母粉(平均粒徑I?ΙΟμπΟ?Ο份、阻燃劑30份、受阻酚類抗氧劑3份、硅酮粉潤滑劑10份、偶聯(lián)劑16份;其中，所述金屬氮化物為氮化鋁和氮化鎂以1:1的質量比混合的混合物;所述導熱填料為碳纖維、石墨粉和炭黑粉以2:1:3的比例混合的混合物;所述阻燃劑為三聚氰胺氰脲酸鹽和氫氧化鎂以5:1的比例混合的混合物;所述偶聯(lián)劑包括等重量的硅烷偶聯(lián)劑和鈦酸酯偶聯(lián)劑。
[0020]制備方法同實施例1。
[0021]上述方法得到的阻燃導熱尼龍66復合材料，經(jīng)性能測試，結構如下:
拉伸強度125?138MPa，彎曲強度198?215MPa，缺口沖擊強度15?18kJ/m2，導熱系數(shù)28?35W/(mK)，阻燃性能UL-94 V-0級，熱變形溫度125°C以上。
[0022]以上所述僅為本發(fā)明的實施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書內(nèi)容所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關的技術領域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護范圍內(nèi)。
【主權項】
1.一種阻燃導熱尼龍66復合材料，其特征在于，包括如下重量份組分:尼龍66 40?60份、金屬氮化物10?20份、導熱填料20?30份、玻璃纖維8?12份、勃姆石15?25份、碳酸鈣10?20份、云母粉5?10份、阻燃劑20?30份、抗氧劑I?3份、潤滑劑5?10份、偶聯(lián)劑10?16份。2.根據(jù)權利要求1所述的阻燃導熱尼龍66復合材料，其特征在于，所述金屬氮化物為氮化鋁和氮化鎂以1:1的質量比混合的混合物。3.根據(jù)權利要求1所述的阻燃導熱尼龍66復合材料，其特征在于，所述導熱填料為碳纖維、石墨粉和炭黑粉以2:1:3的比例混合的混合物。4.根據(jù)權利要求1所述的阻燃導熱尼龍66復合材料，其特征在于，所述阻燃劑為三聚氰胺氰脲酸鹽和氫氧化鎂以3?5:1的比例混合的混合物。5.根據(jù)權利要求1所述的阻燃導熱尼龍66復合材料，其特征在于，所述偶聯(lián)劑包括等重量的娃燒偶聯(lián)劑和欽酸酯偶聯(lián)劑。6.根據(jù)權利要求1所述的阻燃導熱尼龍66復合材料，其特征在于，所述抗氧劑為受阻酚類抗氧劑，所述潤滑劑為硅酮粉。7.—種如權利要求1至6任一項所述的阻燃導熱尼龍66復合材料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟: (1)勃姆石和云母粉改性處理:將15?25重量份的勃姆石和5?10重量份的云母粉加入高速混合機中，然后加入含配方量的鈦酸酯偶聯(lián)劑和1/2配方量的硅烷偶聯(lián)劑的無水乙醇溶液，在一定溫度下攪拌混合一段時間，干燥后得到改性的勃姆石和云母粉； (2)金屬氮化物改性處理:將10?20的金屬氮化物加入含1/2配方量的硅烷偶聯(lián)劑的無水乙醇溶液浸泡1?2 Om i η，揮發(fā)去除乙醇； (3)制備增強改性尼龍66母粒:取1/3配方量的尼龍66、8?12重量份的玻璃纖維、10?20重量份的碳酸鈣和步驟(I)中改性處理的勃姆石和云母粉，用雙螺桿擠出機擠出造粒，得增強母粒； (4)制備導熱母粒:取1/3配方量的尼龍66、20?30重量份的導熱填料和步驟(2)中改性的金屬氮化物，用雙螺桿擠出機擠出造粒，得導熱母粒； (5 )制備阻燃母粒:取I /3配方量的尼龍66、20?30重量份阻燃劑，用雙螺桿擠出機擠出造粒，得阻燃母粒； (6)擠出造粒:將步驟(3)制備的增強母粒、步驟(4)制備的導熱母粒、步驟(5)制備的阻燃母粒、I?3重量份的抗氧劑和5?10重量份的潤滑劑加入雙螺桿擠出機中，經(jīng)熔融、擠出、冷卻、切粒得到所述阻燃導熱尼龍66復合材料粒料； (7)注塑成型:將步驟(6)中得到的粒料干燥后，用注塑機注塑成型，并進行性能測試。8.根據(jù)權利要求7所述的阻燃導熱尼龍66復合材料的制備方法，其特征在于，所述步驟(1)中，所述鈦酸酯偶聯(lián)劑和硅烷偶聯(lián)劑在無水乙醇中的濃度為25?30%;所述溫度為55?65°C，攪拌速率為80?150r/min，攪拌時間為5?8min。9.根據(jù)權利要求7所述的阻燃導熱尼龍66復合材料的制備方法，其特征在于，所述步驟(2)中，所述硅烷偶聯(lián)劑在無水乙醇中的濃度為3?5%。10.根據(jù)權利要求7所述的阻燃導熱尼龍66復合材料的制備方法，其特征在于，所述步驟(3)?(6)中，所述擠出溫度為240?290°C，螺桿轉速為50?100r/min。
【文檔編號】C08K5/3492GK105907092SQ201610406955
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年6月12日
【發(fā)明人】鄒曉明
【申請人】蘇州昊順塑膠有限公司