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一種高強度的led燈用石墨-尼龍導熱復合材料及其制備方法

文檔序號:10643802閱讀:460來源:國知局
一種高強度的led燈用石墨-尼龍導熱復合材料及其制備方法
【專利摘要】一種高強度的LED燈用石墨?尼龍導熱復合材料,由下列重量份原料制成:尼龍6 200份、尼龍66 40?50份、石墨20?30份、碳纖維20?30份、丙酮50?60份、60?70%硝酸80?100份、硅烷偶聯(lián)劑A?171 3?4份、1?3%醋酸水溶液70?80份、甲苯?2,4?二異氰酸酯15?20份、(甲基)丙烯酸羥丙酯20?25份、催化劑0.4?1份、阻聚劑0.4?2份、檸檬酸亞錫二鈉3?4份、丁基羥基茴香醚4?6份、四氫呋喃150?170份、甲苯80?100份、去離子水適量。本發(fā)明的復合材料結(jié)構(gòu)致密,傳熱、散熱快,力學性能好,經(jīng)久耐用,能有效的保護高強度的LED燈具,大大延長燈具的使用壽命。
【專利說明】
一種高強度的LED燈用石墨-尼龍導熱復合材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種尼龍導熱材料及其制備方法,具體涉及一種高強度的LED燈用石墨-尼龍導熱復合材料。
【背景技術(shù)】
[0002]—般來說,純塑料材料的導熱系數(shù)遠遠不及金屬、陶瓷材料,但是它的絕緣性能好。導熱塑料不僅具有金屬和陶瓷的熱傳遞性能,同時還保留了普通塑料在設計、性能和成本方面的優(yōu)點,具有散熱均勻、重量輕、多種基礎(chǔ)樹脂的選擇、成型加工方便、熱膨脹系數(shù)低、成型收縮率低、工作溫度低和提高設計自由度特點,廣泛被用于各行各業(yè)中。
[0003]目前,導熱塑料最典型的應用是在照明領(lǐng)域,主要用于制作需要散熱良好的LED節(jié)能燈的燈杯等,雖然LED節(jié)能燈所消耗的熱量要比普通光源小得多,但因為LED節(jié)能燈結(jié)構(gòu)緊湊、功能強大,如何有效散熱仍然是一個重要的問題。
[0004]中國專利申請CN102408710A公開了一種高導熱尼龍66復合材料,其基材全部采用尼龍66,硬度高,加入導熱填料后,材料拉伸性能、彎曲性能變差,而其配方中僅加入偶聯(lián)劑和抗氧劑,使得整個體系的加工性能差,在生產(chǎn)擠出過程中會產(chǎn)生斷頭現(xiàn)象,不能適用于工業(yè)化連續(xù)化生產(chǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種高強度的LED燈用石墨-尼龍導熱復合材料及其制備方法。
[0006]本發(fā)明通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)上述目的的:
一種高強度的LED燈用石墨-尼龍導熱復合材料,其特征在于,所述的導熱復合材料由下列重量份的原料制成:尼龍6 200份、尼龍66 40-50份、石墨20-30份、碳纖維20-30份、丙酮50-60份、60-70%硝酸80-100份、硅烷偶聯(lián)劑A-171 3-4份、1-3%醋酸水溶液70-80份、甲苯-2,4-二異氰酸酯15-20份、(甲基)丙烯酸羥丙酯20-25份、催化劑0.4-1份、阻聚劑0.4-2份、檸檬酸亞錫二鈉3-4份、丁基羥基茴香醚4-6份、四氫呋喃150-170份、甲苯80-100份、去尚子水適量。
[0007]—種高強度的LED燈用石墨-尼龍導熱復合材料,其特征在于,所述的導熱復合材料由如下步驟制得:
(I)碳纖維的表面改性
將碳纖維置于丙酮溶液中浸泡10_12h,過濾,去離子水洗滌2-3次,100-120 °C鼓風干燥機中干燥3-4h;用60-70%硝酸回流氧化碳纖維5-7h,過濾,去離子水洗滌至PH為6_7,于100-120°C鼓風干燥機中干燥至恒重;將硝酸氧化的碳纖維置于1-3%醋酸水溶液中,加入硅烷偶聯(lián)劑A-171,超聲2-3h,得到表面改性的碳纖維。
[0008](2)高聚物包覆石墨的制備
將石墨超聲分散在四氫呋喃和甲苯中,再加入甲苯-2,4-二異氰酸酯、催化劑、阻聚劑混合均勻;在30-40°C下,緩慢滴加(甲基)丙烯酸羥丙酯;升高溫度至50-60°C,反應5-8h,得到尚聚物包覆石墨;
(3)石墨-尼龍導熱復合材料的制備
將尼龍6和尼龍66置于80-85°C的鼓風干燥機中干燥8-10h,與表面改性的碳纖維、高聚物包覆石墨、檸檬酸亞錫二鈉、丁基羥基茴香醚一起加入高混機中高速攪拌40-50min,待混合均勻后將其加入雙螺桿擠出機中熔融擠出,拉條冷卻造粒。
[0009]—種高強度的LED燈用石墨-尼龍導熱復合材料,其特征在于,所述催化劑可以選自二月桂酸二丁基錫、馬來酸二丁基錫、馬來酸單丁酯二丁基錫、辛酸亞錫中的一種或多種復配。
[0010]—種高強度的LED燈用石墨-尼龍導熱復合材料,其特征在于,所述阻聚劑可以選自對羥基苯甲醚,對苯二酚,2,6_ 二叔丁基對甲酚中的一種或多種復配。
[0011]與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明的有益效果是:
本發(fā)明采用耐熱性好、彈性高的尼龍6與耐疲勞、硬度高、耐磨損的尼龍66復配作為基體材料;對碳纖維進行表面改性,用高聚物包覆石墨,使得碳纖維和石墨在基體材料中分散均勻,碳纖維和石墨與尼龍基體之間的界面相互作用力強,有利于熱在界面處的傳導,減小界面熱阻,同時也利用應力在界面處的傳遞,較強的界面作用顯著提高了尼龍導熱復合材料的力學性能與熱穩(wěn)定性。
【具體實施方式】
[0012]本實施例的高強度的LED燈用石墨-尼龍導熱復合材料,由下列重量份的原料制成:尼龍6 200份、尼龍66 50份、石墨20份、碳纖維20份、丙酮60份、60-70%硝酸100份、硅烷偶聯(lián)劑A-171 4份、3%醋酸水溶液80份、甲苯-2,4-二異氰酸酯20份、(甲基)丙烯酸羥丙酯25份、催化劑0.4份、阻聚劑I份、梓檬酸亞錫二鈉3份、丁基羥基茴香醚4份、四氫呋喃170份、甲苯100份、去尚子水適量。
[0013]本實施例的高強度的LED燈用石墨-尼龍導熱復合材料,由如下步驟制得:
(I)碳纖維的表面改性
將碳纖維置于丙酮溶液中浸泡10h,過濾,去離子水洗滌3次,120°C鼓風干燥機中干燥3h;用60%硝酸回流氧化碳纖維5h,過濾,去離子水洗滌至PH為6,于100°C鼓風干燥機中干燥至恒重;將硝酸氧化的碳纖維置于3%醋酸水溶液中,加入硅烷偶聯(lián)劑A-171,超聲2h,得到表面改性的碳纖維。
[0014](2)高聚物包覆石墨的制備
將石墨超聲分散在四氫呋喃和甲苯中,再加入甲苯-2,4-二異氰酸酯、催化劑、阻聚劑混合均勻;在40°C下,緩慢滴加(甲基)丙烯酸羥丙酯;升高溫度至60°C,反應8h,得到高聚物包覆石墨;
(3)石墨-尼龍導熱復合材料的制備
將尼龍6和尼龍66置于85 °C的鼓風干燥機中干燥1h,與表面改性的碳纖維、高聚物包覆石墨、檸檬酸亞錫二鈉、丁基羥基茴香醚一起加入高混機中高速攪拌50min,待混合均勻后將其加入雙螺桿擠出機中熔融擠出,拉條冷卻造粒。
[0015]經(jīng)測試,本發(fā)明的LED燈用氧化鋁-尼龍導熱復合材料導熱系數(shù)大于3W八m*K),吸水率(23°C,24h)小于0.10%,拉伸強度大于4010^,彎曲強度大于6010^。
【主權(quán)項】
1.一種高強度的LED燈用石墨-尼龍導熱復合材料,其特征在于,所述的導熱復合材料由下列重量份的原料制成:尼龍6 200份、尼龍66 40-50份、石墨20-30份、碳纖維20-30份、丙酮50-60份、60-70%硝酸80-100份、硅烷偶聯(lián)劑A-171 3-4份、1-3%醋酸水溶液70-80份、甲苯-2,4-二異氰酸酯15-20份、(甲基)丙烯酸羥丙酯20-25份、催化劑0.4-1份、阻聚劑0.4-2份、檸檬酸亞錫二鈉3-4份、丁基羥基茴香醚4-6份、四氫呋喃150-170份、甲苯80-100份、去尚子水適量。2.—種高強度的LED燈用石墨-尼龍導熱復合材料,其特征在于,所述的導熱復合材料由如下步驟制得: (1)碳纖維的表面改性 將碳纖維置于丙酮溶液中浸泡I O-12h,過濾,去離子水洗滌2-3次,100-120 °C鼓風干燥機中干燥3-4h;用60-70%硝酸回流氧化碳纖維5-7h,過濾,去離子水洗滌至PH為6_7,于100-120°C鼓風干燥機中干燥至恒重;將硝酸氧化的碳纖維置于1-3%醋酸水溶液中,加入硅烷偶聯(lián)劑A-171,超聲2-3h,得到表面改性的碳纖維; (2)高聚物包覆石墨的制備 將石墨超聲分散在四氫呋喃和甲苯中,再加入甲苯-2,4-二異氰酸酯、催化劑、阻聚劑混合均勻;在30-40°C下,緩慢滴加(甲基)丙烯酸羥丙酯;升高溫度至50-60°C,反應5-8h,得到尚聚物包覆石墨; (3)石墨-尼龍導熱復合材料的制備 將尼龍6和尼龍66置于80-85°C的鼓風干燥機中干燥8-10h,與表面改性的碳纖維、高聚物包覆石墨、檸檬酸亞錫二鈉、丁基羥基茴香醚一起加入高混機中高速攪拌40-50min,待混合均勻后將其加入雙螺桿擠出機中熔融擠出,拉條冷卻造粒。3.一種高強度的LED燈用石墨-尼龍導熱復合材料,其特征在于,所述催化劑可以選自二月桂酸二丁基錫、馬來酸二丁基錫、馬來酸單丁酯二丁基錫、辛酸亞錫中的一種或多種復配。4.一種高強度的LED燈用石墨-尼龍導熱復合材料,其特征在于,所述阻聚劑可以選自對羥基苯甲醚,對苯二酚,2,6_ 二叔丁基對甲酚中的一種或多種復配。
【文檔編號】C08K9/04GK106009650SQ201610545452
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年7月12日
【發(fā)明人】肖憲書
【申請人】蚌埠高華電子股份有限公司
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