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一种石墨烯改性的导热绝缘尼龙6材料及其制备方法[发明专利]

来源:环球app下载 作者:环球app下载安装

2024-02-24 02:37:03

  技术领域 [0001] 本发明涉及一种尼龙复合材料,具体涉及一种石墨烯改性的导热绝缘尼龙6材料 及其制备方法。

  技术背景 [0002] 近些年来,随着工业生产和科学技术的发展,大功率电子、电气产品得到快速发 展,出现慢慢的变多的由于产品发热,导致产品功效降低,常规使用的寿命缩短等问题。有资料表明, 电子元器件温度每升高2℃,其可靠性下降10%;50℃时的寿命只有25℃时的1/6。 [0003] 尼龙6是一种性能优异的热塑性工程塑料,具有优良的力学性能,较好的电性能以 及耐磨,耐油、耐溶剂等优点,大范围的应用于汽车,电子电器,机械等领域,特别是在LED照明领 域。但是尼龙6是热的绝缘体,长时间使用,轻易造成材料温度上升,对LED灯寿命产生一定的影响。 目前一般会用高添加量的导热填料例如氧化铝,氮化硅等对尼龙6进行导热改性,但这同时 会损失尼龙的其他性能,例如力学性以及耐久性。 [0004] 石墨烯目前是世上最薄(0 .335nm)却也是最坚硬的纳米材料,它几乎是完全透明 的 ,可 见 光吸 收 率 仅为 2 .3% ,石墨 烯的电 子导电 性良 好 ,常温 下 其电 子 迁 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。石墨烯是由sp2杂 化碳原子紧 密排列形成 ,具有独特的 二维 周期蜂窝状点阵 结构 ,其结构单元中所存在的 稳 定碳六元环赋予其优异的热性能 ,被认为是优秀的热控材料。在尼龙中 加入石墨烯可以 极 大的提高热传导性,以石墨烯为填料的高导热塑料能够很好的满足热管理、电子工业中高密度、高 集成度组装发展的要求。但是尼龙添加石墨烯后 ,既导电 又导热的性能 ,限 制了该材料在需 要绝缘环境下的使用。

  1 .一种石墨烯改性的导热绝缘尼龙6材料,其特征是,包含以下质量分数的成分: 高流动性尼龙6为37~75 .5%;玻璃纤维5~15%;玄武岩纤维粉1~5%;磺化石墨烯5 ~10%;纳米钼粉1~3%;陶瓷粉体10~20%;纳米纤维素0 .5~2%;硝酸铅1~6%;加工助 剂1~2%。 2 .如权利要求1所述的一种石墨烯改性的导热绝缘尼龙6材料,其特征是,所述的磺 化石墨烯的尺寸为400nm~3μm,厚度1~30nm,所述磺化石墨烯中C和S的摩尔比为10:1~5: 1。 3 .如权利要求1所述的一种石墨烯改性的导热绝缘尼龙6材料,其特征是,所述高流 动性尼龙6的相对粘度为1 .8~4 .0dl/g。 4 .如权利要求1所述的一种石墨烯改性的导热绝缘尼龙6材料,其特征是,所述陶瓷 粉体为氮化铝、氮化硅、四硼化钨中的一种或几种组合。 5 .如权利要求1所述的一种石墨烯改性的导热绝缘尼龙6材料,其特征是,所述的纳 米钼粉粒径为300nm~700nm。 6 .如权利要求1所述的一种石墨烯改性的导热绝缘尼龙6材料,其特征是,所述的加 工助剂为抗氧剂、成核剂、润滑剂中的一种或其组合。 7 .一种石墨烯改性的导热绝缘尼龙6材料的制备方法,包括以下步骤: 1)按上述的配方称取各种原料, 2) 将高流动尼龙树脂于70℃-80℃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 ,就可以获得石 墨烯改性的导热绝缘尼龙6材料。 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℃ ,二区 温度225-230℃,三区温度230-235℃,四区温度225-230℃,五区温度220-225℃,六区温度 205-210℃,七区温度210-215℃,八区温度210-215℃,九区温度220-225℃,模头温度220225℃;主机的转速为250-270r/min,喂料的转速为65-75r/min。

  发明内容 [0005] 本发明克服了现存技术的缺陷,提供一种导热性能优异,加工成型简单,而且具备 绝缘特性的石墨烯改性的导热绝缘尼龙6材料。 [0006] 本发明的技术方案为: [0007] 一种石墨烯改性的导热绝缘尼龙6材料,包含以下质量分数的成分: [0008] 高流动性尼龙6为37~75 .5%;玻璃纤维5~15%;玄武岩纤维粉1~5%;磺化石墨 烯5~10%;纳米钼粉1~3%;陶瓷粉体10~20%;纳米纤维素0 .5~2%;硝酸铅1~6%;加 工助剂1~2%。 [0009] 其中,所述的磺化石墨烯的尺寸为400nm~3μm,厚度1~30nm,所述磺化石墨烯中C 和S的摩尔比为10:1~5:1; [0010] 其中,所述高流动性尼龙的相对粘度为1 .8~4 .0dl/g; [0011] 其中,所述陶瓷粉体为氮化铝、氮化硅、四硼化钨中的一种或其组合; [0012] 其中,所述的纳米钼粉粒径为300nm~700nm; [0013] 其中,所述的加工助剂为抗氧剂、成核剂、润滑剂中的一种或其组合;

  (71)申请人 金旸(厦门)新材料科技有限公司 地址 361000 福建省厦门市海沧区后祥路 66号

  本发明提供了一种石墨烯改性的导热绝缘 尼龙6材料,其特征是,包含以下质量分数的成 分 :高 流 动性 尼龙37 ~7 5 .5% ;玻 璃纤维 5~ 1 5% ;玄武 岩纤 维 粉1 ~5% ;磺化 石墨 烯 5 ~ 10% ;纳米钼粉1~3% ;陶瓷粉体10~20% ;纳米 纤维素0 .5~2% ;硝酸铅1~6% ;加工助剂1~ 2%。同时也公布了一种石墨烯改性的导热绝缘 尼龙材料的制备方法。采用本发明技术制备的石 墨烯改性的导热绝缘尼龙材料,在具备高导热的 同时又具备绝缘性能 ,导热系数达到4W/mk。


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