代替铝制品的导热尼龙及其制备方法的制作技术

技术涉及尼龙技术领域,具体涉及一种代替铝制品的导热尼龙及其制备方法,包括如下重量份数的原料:PA6 50份、碳纤维2030份、氮化铝3040份、分散剂13份、润滑剂12份、抗氧化剂0.51份。本技术以碳纤维和氮化铝作为复合导热填料,增强了尼龙材料的力学性能,并且以碳纤维为氮化铝的支架,在尼龙基体内形成丰富的三维导热网络,显著提高了材料的导热性能,有望取代铝制品的导热作用。
技术要求
1.一种代替铝制品的导热尼龙,其特征在于:包括A组分,所述A组分包括如下重量份数
的原料:
2.根据权利要求1所述的一种代替铝制品的导热尼龙,其特征在于:所述PA6在230℃和2.16kg负荷下的熔融指数为15-20g/10min,相对粘度为2.5-3。
3.根据权利要求1所述的一种代替铝制品的导热尼龙,其特征在于:所述碳纤维的单丝直径为6-8μm,长度为2-3mm。
4.根据权利要求1所述的一种代替铝制品的导热尼龙,其特征在于:所述氮化铝的直径为100-200nm。
旋转衣柜5.根据权利要求1所述的一种代替铝制品的导热尼龙,其特征在于:所述分散剂为芥酸酰胺、油酸酰胺或两者的混合物。
6.根据权利要求1所述的一种代替铝制品的导热尼龙,其特征在于:所述润滑剂为滑石
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粉、聚乙烯蜡和聚丙烯蜡中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的一种代替铝制品的导热尼龙,其特征在于:所述抗氧化剂为受阻酚类抗氧剂和/或亚磷酸酯类抗氧剂。
烯合金8.权利要求1-7任意一项所述的一种代替铝制品的导热尼龙的制备方法,其特征在于:包
括如下步骤:将碳纤维、氮化铝和分散剂进行混合,得到预分散料,将所述预分散料与PA6、润滑剂和抗氧化剂加入至双螺杆挤出机进行熔融挤出即得。
技术说明书
一种代替铝制品的导热尼龙及其制备方法
四技术技术领域
本技术涉及尼龙技术领域,具体涉及一种代替铝制品的导热尼龙及其制备方法。
背景技术
随着工业生产和科学技术的发展,许多领域对材料的导热性能提出了较高的要求,特别是LED领域中的芯片封装和灯具设计应用,需要通过导热材料来释放LED所产生的热量。目前市场上LED照明产品采用的散热器几乎全部为金属材料或陶瓷材料,但是金属产品比重大、成型工序多(如压铸铝:需要经浇铸、压铸、打磨、抛光、镀镍、氮化的一系列工艺)、成型周期长、设备占据空间大;陶瓷产品则成型工艺更加复杂,外形单一且大规模自动化生产不易实现,成本也相对更高。与这常用的两种材料相比,采用有机导热塑料具有轻量化、设计自由度高、能耗小、污染小、大规模生产程度高等优势。
产量居工程塑料首位的尼龙,由于具有优良的力学性能和较好的电性能,又具有耐磨、耐油、耐溶剂、自润滑、耐腐蚀及良好的加工性能等优点,被广泛地应用于汽车、电子电器、机械、电气、兵器等领域。但尼龙的导热系数一般为0.25W(m·K)-1,这限制了其在散热、导热等领域的应用,将尼龙改性制备成导热材料,进一步拓宽了尼龙的应用范围。
技术内容
为了克服现有技术中存在的缺点和不足,本技术的目的在于提供一种代替铝制品的导热尼龙及其制备方法。
本技术的目的通过下述技术方案实现:
一种代替铝制品的导热尼龙,包括A组分,所述A组分包括如下重量份数的原料:
对于填充塑料的导热性能主要取决于导热填料是否在基体中形成导热通路,本技术以碳纤维和氮化铝作为复合导热填料,增强了尼龙材料的力学性能,并且以碳纤维为氮化铝的支架,在尼龙基体内形成丰富的三维导热网络,显著提高了材料的导热性能,有望取代铝制品的导热作用。
其中,所述PA6在230℃和2.16kg负荷下的熔融指数为15-20g/10min,相对粘度为2.5-3。通过优选PA6的熔融指数和相对粘度可以提升其加工性能,有助于提高导热填料在尼龙中的分散性,改善尼龙材料的力学性能和导热性能。
其中,所述碳纤维的单丝直径为6-8μm,长度为2-3mm。
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其中,所述氮化铝的直径为100-200nm。
本技术采用微米级的碳纤维和纳米级的氮化铝进行复配,氮化铝更容易分散于碳纤维之间的空隙中,更容易在基体中形成紧密的导热链,使得复合材料的导热率显著提升。
其中,所述分散剂为芥酸酰胺、油酸酰胺或两者的混合物。
其中,所述润滑剂为滑石粉、聚乙烯蜡和聚丙烯蜡中的至少一种。
其中,所述抗氧化剂为受阻酚类抗氧剂和/或亚磷酸酯类抗氧剂。
如上所述的一种代替铝制品的导热尼龙的制备方法,包括如下步骤:将碳纤维、氮化铝和分散剂进行混合,得到预分散料,将所述预分散料与PA6、润滑剂和抗氧化剂加入至双螺杆挤出机进行熔融挤出即得。无线报警系统
但是基体中导热填料互相接触形成导热网链,同时也意味着基体难以充分浸润和包覆导热填料,使基体中形成较多的应力集中点,在50wt%填充量之前,基体无法形成完整的导热网链,导热率并未明显提升,在50wt%填充量之后再继续添加,虽然导热率显著提升了,但是拉伸强度、弯曲强度、冲击强度等力学性能均会有不同程度性的明显下降。
为了使导热尼龙具有更佳的综合性能,本技术的导热尼龙还包括B组分,所述B组分包括如下重量份数的原料:
本技术导热尼龙的具体使用方法为:将A组分和B组分分别进行熔融挤出造粒,得到导热颗粒和增强颗粒,将所述导热颗粒和增强颗粒进行机械搅拌混合分散后,导入相应模具中进行固化即可。
本技术的双组份导热尼龙的优势在于:虽然组分A和组分B没有进行熔融混炼,形成的制品不可避免的依然会存在应力集中点,但是组分A在制品中形成导热通路的概率更高,因此最终得到的制品依然具有较好的导热率,而拉伸强度等力学性能虽然依然取决于制品的脆弱点,但是通过组分B的稀释以及玻璃纤维可以插接入组分A中扩展填料的网络结构,因而最终制得的制品具有较好的力学性能。
本技术的有益效果在于:本技术以碳纤维和氮化铝作为复合导热填料,增强了尼龙材料的力学性能,并且以碳纤维为氮化铝的支架,在尼龙基体内形成丰富的三维导热网络,显著提高了材料的导热性能,有望取代铝制品的导热作用。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员的理解,下面结合实施例对本技术作进一步的说明,实施方式提及的内容并非对本技术的限定。
实施例1
一种代替铝制品的导热尼龙,包括A组分,所述A组分包括如下重量份数的原料:
其中,所述PA6在230℃和2.16kg负荷下的熔融指数为18g/10min,相对粘度为2.7。在其他可替代的实施例中,所述PA的熔融指数可以为15、16、17、19、20g/10min等,相对粘度可以为2.5、2.6、2.8、2.9、3.0等。
其中,所述碳纤维的单丝直径为7μm,平均长度为2.4mm。在其他可替代的实施例中,所述碳纤维的单丝直径可以为6、6.5、7.5、8μm等,平均长度可以为2、2.2、2.5、2.6、2.7、2.8、2.9、3.0mm等。
其中,所述氮化铝的直径为150nm。在其他可替代的实施例中,所述氮化铝的直径可以为100、110、120、140、160、170、180、190、200nm等。
其中,所述分散剂由芥酸酰胺和油酸酰胺按重量比1:1的比例组成。在其他可替代的实施例中,所述分散剂可以为芥酸酰胺和油酸酰胺中的一种
其中,所述润滑剂为聚丙烯蜡。在其他可替代的实施例中,所述润滑剂可以为滑石粉、聚乙烯蜡和聚丙烯蜡中的至少一种。
其中,所述抗氧化剂为受阻酚类抗氧剂。在其他可替代的实施例中,所述抗氧化剂可以为受阻酚类抗氧剂和/或亚磷酸酯类抗氧剂。
实施例2
本实施例与实施例1的不同之处在于:
所述A组分包括如下重量份数的原料:
实施例3
本实施例与实施例1的不同之处在于:
所述A组分包括如下重量份数的原料:
实施例4
一种代替铝制品的导热尼龙,包括A组分和B组分,所述A组分包括如下重量份数的原料:
所述B组分包括如下重量份数的原料:
在其他可替代的实施例中,所述玻璃纤维的用量可以为20、21、22、23、24、26、27、28、29、30重量份等,所述润滑剂的用量可以为1、1.2、1.4、1.6、1.7、1.8、1.9、2.0重量份等,所述抗氧化剂的用量可以为0.5、0.6、0.8、0.9、1.0重量份等。

本文发布于:2024-09-21 06:03:50,感谢您对本站的认可!

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