一种高流动导热尼龙复合材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术属于复合材料领域，公开了一种高流动导热尼龙复合材料及其制备方法和应用。所述高流动导热尼龙复合材料含有尼龙树脂、导热填料、三聚氰胺氰尿酸盐以及任选的玻璃纤维、增韧剂、增白剂、抗氧剂、润滑剂和偶联剂，所述导热填料为氢氧化物，且所述导热填料、三聚氰胺氰尿酸盐和尼龙树脂的重量比为(0.5～2):(0.04～0.13):1。本发明专利技术提供的尼龙复合材料兼具有高流动性和高导热性，能够很好地运用于家电、照明等领域，特别是在一些薄壁产品上具有显著的技术和市场价值。

A High Flow Thermal Conductivity Nylon Composite Material and Its Preparation Method and Application

【技术实现步骤摘要】
一种高流动导热尼龙复合材料及其制备方法和应用
本专利技术属于复合材料领域，具体涉及一种高流动导热尼龙复合材料及其制备方法和应用。
技术介绍
导热尼龙由于易加工、密度小、成本低、导热系数高、热辐射性能优越，在LED照明领域被广泛用作散热材料，是解决LED灯具散热问题的优选材料。导热尼龙是通过往尼龙树脂中加入一定量的导热填料，使其导热系数得到有效提高。一般导热填料为氧化镁、氧化锌、氮化硼、氮化铝、氢氧化镁、氢氧化铝等。然而，导热填料的添加会使得尼龙制品的流动性变差，当添加量过高(高于50wt％)时，所得尼龙材料由于流动性太低而无法满足注塑薄壁制件的需求，使其应用受到了限制。为了解决尼龙材料流动性的问题，现有技术展开了一系列研究。例如，CN107603211A公开了一种高流动高韧性导热尼龙复合材料及其制备方法，其通过添加具有树枝状结构的超支化聚酯的流动改性相容剂，从而增加流动性。CN105778485A公开了一种高流动高白度导热尼龙复合材料及其制备方法，其通过加入功能纳米材料和低粘度尼龙进行两次造粒，从而提高了高填充导热尼龙的流动性。
技术实现思路
本专利技术旨在提供一种兼具有高流动性和导热性的尼龙复合材料及其制备方法和应用。具体地，本专利技术提供了一种高流动导热尼龙复合材料，其中，所述高流动导热尼龙复合材料含有尼龙树脂、导热填料、三聚氰胺氰尿酸盐以及任选的玻璃纤维、增韧剂、增白剂、抗氧剂、润滑剂和偶联剂，所述导热填料为氢氧化物，且所述导热填料、三聚氰胺氰尿酸盐和尼龙树脂的重量比为(0.5～2):(0.04～0.13):1。进一步的，所述高流动导热尼龙复合材料中尼龙树脂的含量为30～50重量份，所述导热填料的含量为40～55重量份，所述三聚氰胺氰尿酸盐的含量为2～4重量份。进一步的，以所述高流动导热尼龙复合材料的总重量为基准，所述尼龙树脂的含量为30～50wt％，所述导热填料的含量为40～55wt％，所述三聚氰胺氰尿酸盐的含量为2～4wt％，所述玻璃纤维的含量为3～7wt％，所述增韧剂的含量为2～5wt％，所述增白剂的含量为0.5～1wt％，所述抗氧剂的含量为0.2～0.5wt％，所述润滑剂的含量为0.2～0.5wt％，所述偶联剂的含量为0.2～0.5wt％。进一步的，所述尼龙树脂的相对粘度为2～2.4。进一步的，所述导热填料为氢氧化镁和/或氢氧化铝。进一步的，所述玻璃纤维为单丝直径10～13μm、长度3～5mm的短切玻璃纤维。进一步的，所述增韧剂选自聚乙烯接枝马来酸酐、聚乙烯辛烯共聚物接枝马来酸酐和氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物接枝马来酸酐中的至少一种。进一步的，所述增白剂为钛白粉，优选为锐钛型钛白粉和/或金红石型钛白粉。进一步的，所述抗氧剂为由主抗氧剂和辅助抗氧剂组成的复合型抗氧剂，所述主抗氧剂为受阻酚类抗氧剂，所述辅助抗氧剂选自亚磷酸酯类抗氧剂、硫醇类抗氧剂和硫代酯类抗氧剂中的至少一种。进一步的，所述润滑剂选自季戊四醇酯、硬脂酸丁酯、乙撑双硬脂酸酰胺和聚烯烃蜡中的至少一种。进一步的，所述偶联剂为硅烷偶联剂。本专利技术还提供了所述高流动导热尼龙复合材料的制备方法，其中，该方法包括将所述尼龙树脂、导热填料、三聚氰胺氰尿酸盐以及任选的玻璃纤维、增韧剂、增白剂、抗氧剂、润滑剂和偶联剂按比例置于双螺杆挤出机中进行熔融挤出。此外，本专利技术还提供了所述高流动导热尼龙复合材料作为LDE灯散热材料的应用。本专利技术的专利技术人经过深入研究之后发现，当尼龙复合材料采用氢氧化物作为导热填料时，往体系中加入三聚氰胺氰尿酸盐能够对尼龙复合材料起到增塑作用，从而显著提高其流动性，由此获得的尼龙复合材料兼具有高流动性和高导热性，能够很好地运用于家电、照明等领域，特别是在一些薄壁产品上具有显著的技术和市场价值。具体实施方式在本专利技术中，所述尼龙树脂、导热填料和三聚氰胺氰尿酸盐为必要组分，而所述玻璃纤维、增韧剂、增白剂、抗氧剂、润滑剂和偶联剂为可选组分。其中，所述导热填料、三聚氰胺氰尿酸盐和尼龙树脂的重量比为(0.5～2):(0.04～0.13):1。具体地，所述高流动导热尼龙复合材料中尼龙树脂的含量可以为30～50重量份，所述导热填料的含量可以为40～55重量份，所述三聚氰胺氰尿酸盐的含量可以为2～4重量份。根据本专利技术的一种优选实施方式，以所述高流动导热尼龙复合材料的总重量为基准，所述尼龙树脂的含量为30～50wt％，所述导热填料的含量为40～55wt％，所述三聚氰胺氰尿酸盐的含量为2～4wt％，所述玻璃纤维的含量为3～7wt％，所述增韧剂的含量为2～5wt％，所述增白剂的含量为0.5～1wt％，所述抗氧剂的含量为0.2～0.5wt％，所述润滑剂的含量为0.2～0.5wt％，所述偶联剂的含量为0.2～0.5wt％。本专利技术对所述尼龙树脂的种类没有特别的限定，可以为现有的各种分子主链上含有重复酰胺基团的热塑性树脂，包括脂肪族尼龙、脂肪-芳香族尼龙和芳香族尼龙，其具体实例包括但不限于：PA6、PA66/6共聚尼龙、PA6I/6T共聚尼龙、PA6IPA6I/6T共聚尼龙、MXD6和PA12中的至少一种。所述尼龙树脂的相对粘度优选为2～2.4。在本专利技术中，所述相对粘度的测试温度为40℃±0.1℃，参比介质为96±0.15wt％的硫酸水溶液。在本专利技术中，所述导热填料为氢氧化物，优选为氢氧化镁和/或氢氧化铝。在以所述氢氧化物作为导热填料的基础上，三聚氰胺氰尿酸盐的加入能够提高尼龙复合材料的流动性。在本专利技术中，所述玻璃纤维可以为短切玻璃纤维，也可以为连续玻璃纤维，优选为短切玻璃纤维，更优选地，所述短切玻璃纤维的单丝直径为10～13μm且长度为3～5mm。本专利技术对所述增韧剂的种类没有特别的限定，可以为现有的各种能够提高尼龙复合材料韧性的助剂，其具体实例包括但不限于：聚乙烯接枝马来酸酐(PE-MAH)、聚乙烯辛烯共聚物接枝马来酸酐(POE-MAH)、氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物接枝马来酸酐(SEBS-MAH)中的至少一种。本专利技术对所述增白剂的种类没有特别的限定，可以为现有的各种能够提高尼龙复合材料白度的助剂，特别优选为钛白粉。所述钛白粉通常通过氯化法生产得到，其可以为锐钛型钛白粉，也可以为金红石型钛白粉，还可以为两者的混合物，优选为金红石型钛白粉，最优选为氯化物法金红石型钛白粉。本专利技术对所述抗氧剂的种类没有特别的限定，可以为现有的各种能够提高尼龙复合材料抗氧化性能的助剂。根据本专利技术的一种优选实施方式，所述抗氧剂为含有主抗氧剂和辅助抗氧剂的复合型抗氧剂，其中，所述主抗氧剂为受阻酚类抗氧剂(例如1010)，所述辅助抗氧剂选自亚磷酸酯类抗氧剂、硫醇类抗氧剂和硫代酯类抗氧剂中的至少一种。此外，所述主抗氧剂和辅助抗氧剂的重量比优选为1:(1～3)。本专利技术对所述润滑剂的种类没有特别的限定，可以为现有的各种能够提高尼龙复合材料润滑性能的助剂，其具体实例包括但不限于：季戊四醇酯、硬脂酸丁酯、乙撑双硬脂酸酰胺和聚烯烃蜡中的至少一种。在本专利技术中，所述偶联剂所起的作用为改善尼龙树脂与导热填料的界面性能，促进两者相容，从而提高材料的机械性能，同时有利于导热填料的分散以获得更好的导热性能。所述偶联剂优选为硅烷偶联剂，具体可以选自KH-550、KH-560和KH-570中的一种。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高流动导热尼龙复合材料，其特征在于，所述高流动导热尼龙复合材料含有尼龙树脂、导热填料、三聚氰胺氰尿酸盐以及任选的玻璃纤维、增韧剂、增白剂、抗氧剂、润滑剂和偶联剂，所述导热填料为氢氧化物，且所述导热填料、三聚氰胺氰尿酸盐和尼龙树脂的重量比为(0.5～2):(0.04～0.13):1。

【技术特征摘要】
1.一种高流动导热尼龙复合材料，其特征在于，所述高流动导热尼龙复合材料含有尼龙树脂、导热填料、三聚氰胺氰尿酸盐以及任选的玻璃纤维、增韧剂、增白剂、抗氧剂、润滑剂和偶联剂，所述导热填料为氢氧化物，且所述导热填料、三聚氰胺氰尿酸盐和尼龙树脂的重量比为(0.5～2):(0.04～0.13):1。2.根据权利要求1所述的高流动导热尼龙复合材料，其特征在于，所述高流动导热尼龙复合材料中尼龙树脂的含量为30～50重量份，所述导热填料的含量为40～55重量份，所述三聚氰胺氰尿酸盐的含量为2～4重量份。3.根据权利要求1所述的高流动导热尼龙复合材料，其特征在于，以所述高流动导热尼龙复合材料的总重量为基准，所述尼龙树脂的含量为30～50wt％，所述导热填料的含量为40～55wt％，所述三聚氰胺氰尿酸盐的含量为2～4wt％，所述玻璃纤维的含量为3～7wt％，所述增韧剂的含量为2～5wt％，所述增白剂的含量为0.5～1wt％，所述抗氧剂的含量为0.2～0.5wt％，所述润滑剂的含量为0.2～0.5wt％，所述偶联剂的含量为0.2～0.5wt％。4.根据权利要求1～3中任意一项所述的高流动导热尼龙复合材料，其特征在于，所述尼龙树脂的相对粘度为2～2.4。5.根据权利要求1～3中任意一项所述的高流动导热尼龙复合材料...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈敏辉，申应军，刘凯，
申请(专利权)人：金旸厦门新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：福建,35