一種led燈用膨潤(rùn)土?尼龍導(dǎo)熱復(fù)合材料及其制備方法
【專利摘要】一種LED燈用膨潤(rùn)土?尼龍導(dǎo)熱復(fù)合材料，由下列重量份的原料制成：尼龍6 200份、膨潤(rùn)土20?30份、碳纖維20?30份、丙酮50?60份、60?70%硝酸80?100份、聚乙二醇3?4份、三聚磷酸鈉2?3份、偏硼酸鈣1?2份、對(duì)苯二異氰酸酯15?20份、（甲基）丙烯酸羥乙酯20?25份、催化劑0.4?1份、阻聚劑0.4?2份、四氫呋喃150?170份、甲苯80?100份、去離子水適量。本發(fā)明使用具有高導(dǎo)熱，自潤(rùn)性、粘滯性、能變性的膨潤(rùn)土，并利用膨潤(rùn)土和碳纖維的協(xié)同作用，提高了尼龍導(dǎo)熱復(fù)合材料的導(dǎo)熱性能。
【專利說(shuō)明】
一種LED燈用膨潤(rùn)土-尼龍導(dǎo)熱復(fù)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(dǎo)熱材料及其制備方法，具體涉及一種LED燈用膨潤(rùn)土-尼龍導(dǎo)熱復(fù)合材料。
【背景技術(shù)】
[0002]—般來(lái)說(shuō)，純塑料材料的導(dǎo)熱系數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不及金屬、陶瓷材料，但是它的絕緣性能好。導(dǎo)熱塑料不僅具有金屬和陶瓷的熱傳遞性能，同時(shí)還保留了普通塑料在設(shè)計(jì)、性能和成本方面的優(yōu)點(diǎn)，具有散熱均勻、重量輕、多種基礎(chǔ)樹(shù)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(shè)計(jì)自由度特點(diǎn)，廣泛被用于各行各業(yè)中。
[0003]目前，導(dǎo)熱塑料最典型的應(yīng)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?yàn)長(zhǎng)ED節(jié)能燈結(jié)構(gòu)緊湊、功能強(qiáng)大，如何有效散熱仍然是一個(gè)重要的問(wèn)題。
[0004]中國(guó)專利申請(qǐng)CN102408710A公開(kāi)了一種高導(dǎo)熱尼龍66復(fù)合材料，其基材全部采用尼龍66，硬度高，加入導(dǎo)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(gè)體系的加工性能差，在生產(chǎn)擠出過(guò)程中會(huì)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LED燈用膨潤(rùn)土-尼龍導(dǎo)熱復(fù)合材料及其制備方法。
[0006]本發(fā)明通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)上述目的的:
一種LED燈用膨潤(rùn)土-尼龍導(dǎo)熱復(fù)合材料，其特征在于，所述的導(dǎo)熱復(fù)合材料由下列重量份的原料制成:尼龍6 200份、膨潤(rùn)土20-30份、碳纖維20-30份、丙酮50-60份、60-70%硝酸80-100份、聚乙二醇3-4份、三聚磷酸鈉2-3份、偏硼酸鈣1-2份、對(duì)苯二異氰酸酯15-20份、(甲基)丙烯酸羥乙酯20-25份、催化劑0.4-1份、阻聚劑0.4-2份、四氫呋喃150-170份、甲苯80-100份、去尚子水適量。
[0007]—種LED燈用膨潤(rùn)土-尼龍導(dǎo)熱復(fù)合材料，其特征在于，所述的導(dǎo)熱復(fù)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(guò)濾，去離子水洗滌2-3次，100-120 °C鼓風(fēng)干燥機(jī)中干燥3-4h;用60-70%硝酸回流氧化碳纖維5-7h，過(guò)濾，去離子水洗滌至PH為6_7，于100-120°C鼓風(fēng)干燥機(jī)中干燥至恒重;將硝酸氧化的碳纖維置于聚乙二醇、三聚磷酸鈉、偏硼酸鈣及相當(dāng)于其總重量份的10-12倍的去離子水配置的溶液中，超聲40-50min，50-60°C干燥，得到表面改性的碳纖維。
[0008](2)高聚物包覆膨潤(rùn)土的制備
將膨潤(rùn)土研磨篩分，超聲分散在四氫呋喃和甲苯中，再加入對(duì)苯二異氰酸酯、催化劑、阻聚劑混合均勻；在30-40°C下，緩慢滴加(甲基)丙烯酸羥乙酯;升高溫度至50-60°C，反應(yīng)5-8h，得到高聚物包覆膨潤(rùn)土 ；
(3)膨潤(rùn)土-尼龍導(dǎo)熱復(fù)合材料的制備
將尼龍6置于80-85°C的鼓風(fēng)干燥機(jī)中干燥8-10h，與表面改性的碳纖維、高聚物包覆膨潤(rùn)土一起加入高混機(jī)中高速攪拌40-50min，待混合均勻后將其加入雙螺桿擠出機(jī)中熔融擠出，拉條冷卻造粒。
[0009]—種LED燈用膨潤(rùn)土-尼龍導(dǎo)熱復(fù)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(lái)酸二丁基錫、馬來(lái)酸單丁酯二丁基錫、辛酸亞錫中的一種或多種復(fù)配。
[0010]—種LED燈用膨潤(rùn)土-尼龍導(dǎo)熱復(fù)合材料，其特征在于，所述阻聚劑可以選自對(duì)羥基苯甲醚，對(duì)苯二酚，2，6_ 二叔丁基對(duì)甲酚中的一種或多種復(fù)配。
[0011]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
本發(fā)明使用具有高導(dǎo)熱，自潤(rùn)性、粘滯性、能變性的膨潤(rùn)土，并利用膨潤(rùn)土和碳纖維的協(xié)同作用，提高了尼龍導(dǎo)熱復(fù)合材料的導(dǎo)熱性能;對(duì)碳纖維進(jìn)行表面改性，用高聚物包覆膨潤(rùn)土，增加了碳纖維、膨潤(rùn)土和尼龍6的相容性，有利于碳纖維和膨潤(rùn)土在尼龍6中的分散，使得導(dǎo)熱材料碳釬維和膨潤(rùn)土的加入不會(huì)影響產(chǎn)品的拉伸性能、彎曲性能和抗沖擊性能；其適用于工業(yè)連續(xù)化生產(chǎn)、擠出不斷頭、后續(xù)使用注塑性能好。
【具體實(shí)施方式】
[0012]本實(shí)施例的LED燈用膨潤(rùn)土-尼龍導(dǎo)熱復(fù)合材料，由下列重量份的原料制成:尼龍6200份、膨潤(rùn)土 30份、碳纖維20份、丙酮60份、60%硝酸100份、聚乙二醇3份、三聚磷酸鈉2份、偏硼酸鈣2份、對(duì)苯二異氰酸酯20份、(甲基)丙烯酸羥乙酯25份、催化劑0.4份、阻聚劑I份、四氫呋喃170份、甲苯100份、去離子水適量。
[0013]本實(shí)施例的LED燈用膨潤(rùn)土-尼龍導(dǎo)熱復(fù)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12h，過(guò)濾，去離子水洗滌3次，100°C鼓風(fēng)干燥機(jī)中干燥4h;用60%硝酸回流氧化碳纖維5h，過(guò)濾，去離子水洗滌至PH為6，于100°C鼓風(fēng)干燥機(jī)中干燥至恒重;將硝酸氧化的碳纖維置于聚乙二醇、三聚磷酸鈉、偏硼酸鈣及相當(dāng)于其總重量份的10倍的去離子水配置的溶液中，超聲50min，60°C干燥，得到表面改性的碳纖維。
[0014](2)高聚物包覆膨潤(rùn)土的制備
將膨潤(rùn)土研磨篩分，超聲分散在四氫呋喃和甲苯中，再加入對(duì)苯二異氰酸酯、催化劑、阻聚劑混合均勻;在30°C下，緩慢滴加(甲基)丙烯酸羥乙酯;升高溫度至60°C，反應(yīng)8h，得到高聚物包覆膨潤(rùn)土；
(3)膨潤(rùn)土-尼龍導(dǎo)熱復(fù)合材料的制備
將尼龍6置于85 0C的鼓風(fēng)干燥機(jī)中干燥I Oh，與表面改性的碳纖維、高聚物包覆膨潤(rùn)土一起加入高混機(jī)中高速攪拌50min，待混合均勻后將其加入雙螺桿擠出機(jī)中熔融擠出，拉條冷卻造粒。
[0015]經(jīng)測(cè)試，本發(fā)明的LED燈用膨潤(rùn)土-尼龍導(dǎo)熱復(fù)合材料導(dǎo)熱系數(shù)大于3W八m*K)，吸水率(23°C，24h)小于0.10%，拉伸強(qiáng)度大于4010^，彎曲強(qiáng)度大于6010^。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種LED燈用膨潤(rùn)土-尼龍導(dǎo)熱復(fù)合材料，其特征在于，所述的導(dǎo)熱復(fù)合材料由下列重量份的原料制成:尼龍6 200份、膨潤(rùn)土20-30份、碳纖維20-30份、丙酮50-60份、60-70%硝酸80-100份、聚乙二醇3-4份、三聚磷酸鈉2-3份、偏硼酸鈣1-2份、對(duì)苯二異氰酸酯15-20份、(甲基)丙烯酸羥乙酯20-25份、催化劑0.4-1份、阻聚劑0.4-2份、四氫呋喃150-170份、甲苯80-100份、去尚子水適量。2.—種LED燈用膨潤(rùn)土-尼龍導(dǎo)熱復(fù)合材料，其特征在于，所述的導(dǎo)熱復(fù)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(guò)濾，去離子水洗滌2-3次，100-120 °C鼓風(fēng)干燥機(jī)中干燥3-4h;用60-70%硝酸回流氧化碳纖維5-7h，過(guò)濾，去離子水洗滌至PH為6_7，于100-120°C鼓風(fēng)干燥機(jī)中干燥至恒重;將硝酸氧化的碳纖維置于聚乙二醇、三聚磷酸鈉、偏硼酸鈣及相當(dāng)于其總重量份的10-12倍的去離子水配置的溶液中，超聲40-50min，50-60°C干燥，得到表面改性的碳纖維； (2)高聚物包覆膨潤(rùn)土的制備 將膨潤(rùn)土研磨篩分，超聲分散在四氫呋喃和甲苯中，再加入對(duì)苯二異氰酸酯、催化劑、阻聚劑混合均勻；在30-40°C下，緩慢滴加(甲基)丙烯酸羥乙酯;升高溫度至50-60°C，反應(yīng)5-8h，得到高聚物包覆膨潤(rùn)土 ； (3)膨潤(rùn)土-尼龍導(dǎo)熱復(fù)合材料的制備 將尼龍6置于80-85°C的鼓風(fēng)干燥機(jī)中干燥8-10h，與表面改性的碳纖維、高聚物包覆膨潤(rùn)土一起加入高混機(jī)中高速攪拌40-50min，待混合均勻后將其加入雙螺桿擠出機(jī)中熔融擠出，拉條冷卻造粒。3.—種LED燈用膨潤(rùn)土-尼龍導(dǎo)熱復(fù)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(lái)酸二丁基錫、馬來(lái)酸單丁酯二丁基錫、辛酸亞錫中的一種或多種復(fù)配。4.一種LED燈用膨潤(rùn)土-尼龍導(dǎo)熱復(fù)合材料，其特征在于，所述阻聚劑可以選自對(duì)羥基苯甲醚，對(duì)苯二酚，2，6_ 二叔丁基對(duì)甲酚中的一種或多種復(fù)配。
【文檔編號(hào)】C08K9/04GK106046767SQ201610542415
【公開(kāi)日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2016年7月11日
【發(fā)明人】連秉衛(wèi)
【申請(qǐng)人】銅陵日興電子有限公司