本发明专利技术公开了一种石墨烯/金属粉复合改性的超高导热尼龙材料及其制备方法。所述材料由尼龙树脂、金属粉末、陶瓷粉体、石墨烯、硬脂酸钙、铝酸酯、增韧剂和抗氧剂制得。本发明专利技术以分子链结构对称、结晶度高的尼龙6树脂为基体树脂，加入不同粒径的金属粉、陶瓷粉体及石墨烯材料进行搭接形成导热通路并利用陶瓷粉体限制导电通路，同时加入少量铝酸酯进行表面处理，使得本发明专利技术产品具有优异的导热性能，导热系数接近4W/m·K，能满足大功率、需要快速大量传热的电子电器产品，可广泛应用于LED灯内壁、印刷电路板等领域。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及。
技术介绍
近年来，随着大功率电子、电气产品的快速发展，必然会出现越来越多的由于产品 发热，导致产品功效降低，使用寿命缩短等问题。有资料表明，电子元器件温度每升高2°C， 其可靠性下降10%; 50°C时的寿命只有25 °C时的1/6。传统导热材料多为金属和金属氧化 物，以及其他非金属材料，如石墨、炭黑、A1N等。随着科学技术和生产的发展，许多产品对导 热材料提出了更高要求，希望其具有更加优良的综合性能，质轻、耐化学腐蚀性强、电绝缘 性优异、耐冲击、加工成型简便等。导热绝缘聚合物复合材料因其优异的综合性能越来越多 得到广泛应用。导热填料主要分为两种:一种是导热绝缘填料，如金属氧化物填料、金属氮 化物填料等。另一种是导热非绝缘填料，如炭基填料和各种金属填料等。前者主要用于电子 元器件封装材料等对电绝缘性能有较高要求的场合，后者则主要用于化工设备的换热器等 对电绝缘性能要求较低的场合。填料的类型、粒径大小及分布、填充量和填料与基体间的界 面性能对复合材料的热导率都有影响。聚合物基导热复合材料的国内外研究现状:聚合物基导热复合材料是通过添加导 热填料来提高高分子材料的导热性能。一般是以高分子聚合物(如聚烯烃、聚四氟乙烯等） 为基体，较好导热性能的金属氧化物如Al203、Mg0,以及高热导率的金属材料如Cu、Al等为导 热填料，进行二相或多相体系的复合。目前欧洲和日本及美国都有公司报道有成熟产品在 推广使用。荷兰皇家帝斯曼集团工程塑料推出了21世纪以来的第一种新型聚合物：DSM Stany1TC系列导热塑料可用于LED，成为向LED照明应用的塑料散热管理解决方案的全球 领先供应商。 石墨烯目前是世上最薄(〇.335nm)却也是最坚硬的纳米材料，它几乎是完全透明的，吸 收率仅为2.3%，石墨烯的电子导电性良好，常温下其电子迀移率高于15000cm2/V?s，而 电阻率仅为10-6Ω·cm，为目前世上电阻率最小的材料。在塑料中加入石墨烯可以极大 的提高热传导性及导电性，同时提高塑料的表面硬度及刚性。
技术实现思路
本专利技术目的就是针对现有金属材料作为导热制件的缺陷，加工成型工艺复杂繁 琐、成本较为昂贵。提供了一种导热性好、可注塑成型的超高导热塑料，可以满足高功率电 子电器散热要求，具有很高的实际应用价值。本专利技术的目的在于提供一种石墨烯/金属粉复合改性的超高导热尼龙。本专利技术的另一目的在于提供一种石墨烯/金属粉复合改性的超高导热尼龙的制备 方法。本专利技术所采取的技术方案是： 一种石墨烯/金属粉复合改性的超高导热尼龙，其由以下质量份数的成分制成:35-45 份高流动PA6，15-30份陶瓷粉体，30-40份金属粉末;0.5-2份石墨烯，1-3份硬脂酸钙，0.2-1 份铝酸酯，1-5份增韧剂，0.5-1份抗氧剂。 进一步的，上述高流动PA6的拉伸强度为70-80Mpa，熔融指数不小于70g/10min。 进一步的，上述陶瓷粉体为氮化硼。 进一步的，上述氮化硼为表面经硅烷偶联剂处理过的粒径为10-50μπι的氮化硼。 进一步的，上述金属粉末为铝粉。 进一步的，上述铝粉的粒径为10-20μπι。进一步的，上述石墨稀为粒径8-12μηι的1-5层片状石墨稀，且导热系数2 3500W/m·Κ〇进一步的，上述增韧剂为乙烯-辛烯接枝共聚物。-种石墨烯/金属粉复合改性的超高导热尼龙的制备方法，包括以下步骤： 1) 按上述所述的配方称取各种原料， 2) 将高流动ΡΑ6树脂于70°C_80°C的温度下干燥1-2小吋，然后与其他所有原料混合均 匀； 3) 将混好的原料置于挤出机的下料斗中，经双螺杆挤出机熔融挤出造粒，即可获得超 高导热尼龙。 进一步的，上述双螺杆挤出机熔融挤出造粒的工艺参数为:一区温度190-195°C， 二区温度225-230°C，三区温度230-235°C，四区温度225-230°C，五区温度220-225°C，六区 温度205-210°C，七区温度210-215°C，八区温度210-215°C，九区温度220-225°C，模头温度 220-225°C;主机的转速为250-270r/min，喂料的转速为65-75r/min。本专利技术的有益效果是： 1)本专利技术通过复配无金属粉末、石墨烯、陶瓷粉体等成分，大幅度提高了尼龙6的导热 性能，制备出具有超高导热系数的塑料。石墨烯结构为单层片状结构，而金属铝粉为圆珠 状，铝粉在塑料中呈海岛结构分散，粒子之间存在塑料包覆，使得接触面积减少从而降低了 导热效率;加入的石墨烯为片状结构，分散在粒子之间，把粒子之间都连接起来形成良好的 导热通路，极大的促进导热网络的形成；同时陶瓷粉体的加入可以形成外层绝缘效果。2)本专利技术加入的硬脂酸钙加热熔融后在金属粉与塑料之间起到润滑作用，还可降 低电机扭矩，节省能耗。3)本专利技术通过加入不同粒径的金属粉、陶瓷粉体及石墨烯材料进行搭接形成导热 通路并限制导电通路的形成，同时加入少量铝酸酯进行表面处理，使得本专利技术产品具有导 热性能优异，能满足大功率、需要快速大量传热的电子电器产品，可广泛应用于LED灯内壁、 印刷电路板等领域。【具体实施方式】 一种石墨烯/金属粉复合改性的超高导热尼龙，其由以下质量份数的成分制成： 35-45份高流动PA6，15-30份陶瓷粉体，30-40份金属粉末;0.5-2份石墨烯，1-3份硬脂酸钙， 0.2-1份铝酸酯，1-5份增韧剂，0.5-1份抗氧剂。 优选的，上述高流动PA6的拉伸强度为70-80Mpa，熔融指数不小于70g/10min。优选的，上述高流动PA6为巴陵石化YH-700。优选的，上述述陶瓷粉体为氮化硼。 优选的，上述氮化硼为表面经硅烷偶联剂处理过的粒径为10_50μπι的氮化硼。优选的，上述金属粉末为铝粉。 优选的，上述铝粉的粒径为10-20μπι。 优选的，上述石墨稀为粒径8-12μηι的1-5层片状石墨稀，且导热系数2 3500W/m·K〇优选的，上述石墨烯为常州第六元素的石墨烯。优选的，上述增韧剂为乙烯-辛烯接枝共聚物。 优选的，上述抗氧剂为Ν，Ν'-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺。 [00311优选的，上述铝酸酯国产DL-411，其熔化温度为50°C。 -种石墨烯/金属粉复合改性的超高导热尼龙的制备方法，包括以下步骤： 1) 按上述所述的配方称取各种原料， 2) 将高流动PA6树脂于70°C_80°C的温度下干燥1-2小吋，然后与其他所有原料混合均 匀； 3) 将混好的原料置于挤出机的下料斗中，经双螺杆挤出机熔融挤出造粒，即可获得超 高导热尼龙。优选的，上述双螺杆挤出机熔融挤出造粒的工艺参数为:一区温度190-195°C，二 区温度225-230°C，三区温度230-235°C，四区温度225-230°C，五区温度220-225°C，六区温 度205-210°C，七区温度210-215°C，八区温度210-215°C，九区温度220-225°C，模头温度 220-225°C;主机的转速为250-270r/min，喂料的转速为65-75r/min。 下面结合具体实施例对本专利技术做进一步的说明，但并不局限于此。以下所有实施例所用组分如下所述： 组分一高流动本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种石墨烯/金属粉复合改性的超高导热尼龙，其特征在于：其由以下质量份数的成分制成：35‑45份高流动PA6，15‑30份陶瓷粉体，30‑40份金属粉末；0.5‑2份石墨烯，1‑3份硬脂酸钙，0.2‑1份铝酸酯，1‑5份增韧剂，0.5‑1份抗氧剂。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：梁成志，
申请(专利权)人：广东聚石化学股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44
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