本发明专利技术涉及一种增韧导热绝缘PA6复合材料及其制备方法和应用，属于改性工程塑料技术领域。本发明专利技术以PA6、PA610为基材，化学修饰改性的氧化铝、六方氮化硼和氮化硼纳米管制备成导热母粒辅以增韧剂，抗氧化剂、润滑剂，通过双螺杆挤出机共混挤出得到韧性好导热系数高的绝缘PA6复合材料。在20％wt的填充量下材料的导热系数最高可达1.56W/(m
【技术实现步骤摘要】
一种增韧导热绝缘PA6复合材料及其制备方法和应用
[0001]本专利技术涉及一种增韧导热绝缘PA6复合材料及其制备方法和应用，属于改性工程塑料
技术介绍
[0002]PA6绝缘性好、机械强度高、成型性好、价格低，广泛应用于汽车、电子电器、电动工具等行业，但PA6导热系数太低，这极大的限制了其进一步应用。为提高PA6的导热并维持其绝缘性，一般采用在PA6基材中填充绝缘的导热粒子的方式来实现。通常绝缘的导热粒子包含氧化铝、氧化锌、氧化镁、氮化铝、氮化硼、碳化硅等，但这些粒子填充系数太大通常会造成材料的机械强度大幅度下滑。
[0003]专利CN113234317给出一种导热绝缘PA6复合材料的制备方法，材料中填充了45％的氧化铝和10％的六方氮化硼，材料导热系数达到了1.07W/(m
·
K)，但其过高的填充系数造成了材料的力学强度下滑严重其无缺口冲击强度仅为27.9Kj/m2。
[0004]专利CN103709740给出了一种高白度无卤阻燃导热绝缘PA6的制备方法，材料中填充了40％的六方氮化硼和15％的氧化锌，材料的导热系数达到了1.5W/(m
·
K)，但其机械强度同样下滑严重。
[0005]目前为提升PA6的导热系数并维持其绝缘性往往会对其填充大量的导热绝缘填料，从而导致了填料在材料内部难以分散均匀致使材料的机械强度尤其是冲击韧性下滑严重。
技术实现思路
[0006]本专利技术解决的技术问题是：提出一种增韧导热绝缘PA6复合材料及其制备方法和应用，得到韧性好导热系数高的绝缘PA6复合材料，在20％wt的填充量下材料的导热系数最高可达1.56W/(m
·
K)，且材料保持很好的绝缘性其体积电阻率达到了5.5*10
15
Ω
·
cm，并且材料的韧性好，材料的简支梁无缺口冲击强度最高可达74kJ/m2，悬臂梁缺口冲击强度最高可达9.7kJ/m2。
[0007]为了解决上述技术问题，本专利技术提出的技术方案是：一种增韧导热绝缘PA6复合材料，其由下述重量份的组分组成：
[0008][0009]其中导热母粒可以是导热母粒1或导热母粒2，导热母粒由下述重量份的组分组成：
[0010]导热母粒1
[0011][0012][0013]导热母粒2
[0014][0015]所述PA6密度为1.12
‑
1.16g/cm3，粘数为130ml/g；
[0016]所述PA610密度为1.06
‑
1.10g/cm3,粘数为150ml/g；
[0017]所述增韧剂为马来酸酐接枝PE、马来酸酐接枝POE、马来酸酐接枝POE中的一种；
[0018]所述抗氧剂为抗氧剂1098和抗氧剂168的复配物，复配比例为1:1，按重量计；
[0019]所述润滑剂为N,N
’‑
乙撑双硬脂酰胺(EBS)、硅酮母粒、顺
‑
13
‑
二十二碳烯酸酰胺
(芥酸酰胺)中的一种；
[0020]所述改性六方氮化硼、改性氮化硼纳米管、改性氧化铝的制备方法如下：
[0021]六方氮化硼片径为2
‑
20μm，长宽比为10:1；氮化硼纳米管其直径为40
‑
80nm，长度为10
‑
30μm；氧化铝粒径为4
‑
7μm；
[0022](1)将六方氮化硼粉体溶于二甲基亚砜的水溶液中,在80℃下高速搅拌回流16h，离心、洗涤干燥后得到羟基化的六方氮化硼；水与二甲基亚砜的摩尔比为1:1；
[0023](2)按步骤(1)中相同的方法得到羟基化的氮化硼纳米管；
[0024](3)将羟基化的六方氮化硼、羟基化的氮化硼纳米管与氧化铝粉体重量称好后，加入预先水解好的γ
‑
氨基丙基三乙氧基硅烷(KH550),KH550用量为粉体量的1
‑
5％wt，在高速混合机中搅拌15分钟，设置转速1500rpm，分别得到KH550改性的六方氮化硼、改性的氮化硼纳米管、改性的氧化铝。
[0025]优选的，所述增韧剂马来酸酐接枝POE。
[0026]优选的，所述润滑剂为顺
‑
13
‑
二十二碳烯酸酰胺(芥酸酰胺)。
[0027]优选的，所述导热母粒为导热母粒2。
[0028]优选的，所述的增韧导热绝缘PA6复合材料，其由下述重量份的组分组成：
[0029][0030]导热母粒由下述重量份的组分组成：
[0031][0032]为了解决上述技术问题，本专利技术提出的另一技术方案是：所述的增韧导热绝缘PA6复合材料的制备方法，、包括以下步骤
[0033](1)制备改性导热填料改性六方氮化硼、改性氮化硼纳米管、改性氧化铝；
[0034](2)将改性的导热填料与PA6、抗氧剂、润滑剂按导热母粒比例称好，在混合机中低速混合5
‑
10min备用，设置转速500rpm；
[0035](3)将步骤(2)中制备的混合料加入双螺杆挤出机主喂料口，经双螺杆挤出机熔融共混后挤出,用双轴可调速牵引切粒机切成4
‑
8mm的圆柱状粒子，得到导热母粒1或导热母粒2，双螺杆挤出机温度、转速及真空度设置如下：
[0036]二区：210℃，三区：230℃，四区：240℃，五区：250℃，六区：250℃，七区：260℃，八区：260℃，九区：260℃，十区：260℃，机头：270℃，螺杆转速：350rpm真空度：
‑
0.04～
‑
0.1MPa；
[0037](4)将步骤(3)中制备的导热母粒与PA6、PA610、增韧剂、抗氧剂、润滑剂按比例称好，在混合机中低速混合5
‑
10min备用，设置转速500rpm。
[0038](5)将步骤(4)中制备的混合料加入双螺杆挤出机主喂料口，经熔融共混后挤出造粒，用双轴可调速牵引切粒机切成4
‑
8mm的圆柱状粒子得到增韧导热绝缘PA6复合材料。
[0039]为了解决上述技术问题，本专利技术提出的另一技术方案是：所述的增韧导热绝缘PA6复合材料的应用，所述复合材料导热绝缘且具备一定的冲击韧性，可用于电器壳体、LED灯散热模块、控制器ECU散热器部件。
[0040]本专利技术的有益效果：
[0041]1、本专利技术以PA6、PA610为基材，化学修饰改性的氧化铝、六方氮化硼和氮化硼纳米管制备成导热母粒辅以增韧剂，抗氧化剂、润滑剂，通过双螺杆挤出机共混挤出得到韧性好导热系数高的绝缘PA6复合材料。
[0042]氮化硼纳米管呈现纤维状具备极高的导热系数，但氮化硼纳米管及六方氮化硼与PA6的相容性太差，不经改性处理对PA6的导热系数改善有限且对材料的韧性破坏严重。氮化硼纳米管及六方氮化硼几乎不含活性本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种增韧导热绝缘PA6复合材料，其特征在于：其由下述重量份的组分组成：其中导热母粒可以是导热母粒1或导热母粒2，导热母粒由下述重量份的组分组成：导热母粒1导热母粒2导热母粒2所述PA6密度为1.12
‑
1.16g/cm3，粘数为130ml/g；所述PA610密度为1.06
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1.10g/cm3,粘数为150ml/g；所述增韧剂为马来酸酐接枝PE、马来酸酐接枝POE、马来酸酐接枝POE中的一种；所述抗氧剂为抗氧剂1098和抗氧剂168的复配物，复配比例为1:1，按重量计；所述润滑剂为N,N
’‑
乙撑双硬脂酰胺(EBS)、硅酮母粒、顺
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二十二碳烯酸酰胺(芥酸
酰胺)中的一种；所述改性六方氮化硼、改性氮化硼纳米管、改性氧化铝的制备方法如下：六方氮化硼片径为2
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20μm，长宽比为10:1；氮化硼纳米管其直径为40
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80nm，长度为10
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30μm；氧化铝粒径为4
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7μm；(1)将六方氮化硼粉体溶于二甲基亚砜的水溶液中,在80℃下高速搅拌回流16h，离心、洗涤干燥后得到羟基化的六方氮化硼；水与二甲基亚砜的摩尔比为1:1；(2)按步骤(1)中相同的方法得到羟基化的氮化硼纳米管；(3)将羟基化的六方氮化硼、羟基化的氮化硼纳米管与氧化铝粉体重量称好后，加入预先水解好的γ
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氨基丙基三乙氧基硅烷(KH550),KH550用量为粉体量的1
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5％wt，在高速混合机中搅拌15分钟，设置转速1500rpm，分别得到KH550改性的六方氮化硼、改性的氮化硼纳米管、改性的氧化铝。2.根据权利要求1所述的增韧导热绝缘PA6复合材料，其特征在于：所述增韧剂马来酸酐接枝POE。3.根据权利要求1所述的增韧导热绝缘PA...
【专利技术属性】
技术研发人员：宋方平，宋钰，黄传志，杭来宝，
申请(专利权)人：创合新材料科技江苏有限公司，
类型：发明
国别省市：
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