一种尼龙复合材料及其制备方法和应用技术

一种尼龙复合材料，按重量份计，包括以下组分：尼龙6树脂80份；活性基团接枝的橡胶8

【技术实现步骤摘要】
一种尼龙复合材料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及高分子材料
，特别是涉及一种尼龙复合材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]聚酰胺6广泛应用于机械、汽车零配件、电器产品、纺织品、化工设备和航空等领域。其主要特点为优良的力学性能、机械强度高、强韧性好、具电绝缘性、耐热变形温度高与耐磨耗性好等优点。导热尼龙6复合材料具有广大的市场需求。石墨烯材料经研究显示为目前世界上应用材料中拥有最高散热系数的物质，约是铜的14倍、石墨的3.5倍，且具有非常优异的力学性能与化学稳定性。因此石墨烯被认为最适合解决目前LED照明和消费性电子产品散热问题。普通未经改性的尼龙材料的热导系数在0.2~0.4W/(m
·
K)，为了满足LED照明和电子产品在紧凑结构内有效散热问题，结构选用的尼龙材料需要经过热传导改性。
[0003]但是，石墨烯类导热材料为纳米材料，难以分散于尼龙树脂基体中，如果添加量过高会导致团聚而严重影响力学性能。并且大量的粉体填充会导致材料韧性下降，发脆。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于，克服上述技术缺陷，提供一种导热性能好的尼龙复合材料，以及公开其制备方法和应用。
[0005]本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种尼龙复合材料，按重量份计，包括以下组分：尼龙6树脂80份；石墨烯类导热材料15
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50份；活性基团接枝型的橡胶8
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30份；α
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甲基苯乙烯/丙烯腈/N
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苯基马来酰亚胺三元共聚物0.8
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7份；还包括聚四氟乙烯丝束，聚四氟乙烯丝束的含量为活性基团接枝型的橡胶重量份的5%
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20%；在复合材料中，聚四氟乙烯丝束的直径范围是0.001
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2微米；活性基团接枝的橡胶选自马来酸酐接枝的橡胶、环氧基团接枝的橡胶中的至少一种，其中，所述的马来酸酐接枝的橡胶中，马来酸酐基团占马来酸酐接枝的橡胶重量百分比为0.1wt%
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4wt%，所述的环氧基团接枝的橡胶中，环氧基团占环氧基团接枝的橡胶的重量百分比为0.05wt%
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3wt%。
[0006]如说明书附图1中，树脂基体中分布有大量的丝束，这些丝束是聚四氟乙烯丝束，聚四氟乙烯纤丝分布于树脂基体中的直径范围是0.001
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2微米。而普通市售的不能丝束化的聚四氟乙烯在复合材料的树脂基体中是“岛”状分布的，其粒径一般是根据PTFE出厂时粒径决定，即使在制备过程中被剪切拉伸形成条状，其直径也会远大于5微米，甚至大于10微米。
[0007]所述的聚四氟乙烯丝束来源于可丝束化的聚四氟乙烯，市售的这些可丝束化的聚
四氟乙烯是通过分散聚合法制备得到，这些聚四氟乙烯在聚合的过程中充分分散，形成长链段后卷曲成球状（如说明书附图2所示，可丝束化的聚四氟乙烯由无数细长的聚四氟乙烯丝束相互缠绕形成的众多“线团”）。可丝束化的聚四氟乙烯可通过母粒添加，母粒中的PTFE含量约40
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70wt%。可选的商业牌号为K
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PT200，43%PTFE含量，广东鼎信聚合科技有限公司； FS
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257，50wt%的PTFE含量，韩国汉纳； DL
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155，55wt%的PTFE含量，东莞市胜浩塑胶原料有限公司。复合材料在螺筒挤出加工过程中可丝束化的聚四氟乙烯的丝束会被伸展/分散在树脂基体中构成支撑，此时活性基团接枝的橡胶与α
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甲基苯乙烯/丙烯腈/N
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苯基马来酰亚胺三元共聚物附着在丝束结构形成连续相结构，而石墨类导热材料倾向于分布在连续相结构与尼龙的界面中，从而实现导热通路。如图3，普通的不能丝束化的聚四氟乙烯是分散的团状微小颗粒，并非丝束的卷曲结构，同时由于PTFE熔点高于聚酰胺树脂的特性，因此无法在与其它组分在螺筒挤出加工的过程中分散出细长的丝束来促进活性基团接枝的橡胶的分布和拉长。
[0008]优选的，聚四氟乙烯丝束的重量含量是活性基团接枝的橡胶重量份的5.8%
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12.5%，更优选7%
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9%。
[0009]优选的，α
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甲基苯乙烯/丙烯腈/N
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苯基马来酰亚胺三元共聚物的含量为1.8
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3份。
[0010]α
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甲基苯乙烯/丙烯腈/N
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苯基马来酰亚胺三元共聚物可以是市售产品也可以是自制获得，自制方法：将α
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甲基苯乙烯、丙烯腈、N
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苯基马来酰亚胺、乳化剂、引发剂加入水中，在70
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80℃反应3
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6小时，再加入絮凝剂、冷却、过滤、干燥得到产物。乳化剂为十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠等。絮凝剂为硫酸、盐酸、磷酸、乙酸、氯化钙、氯化镁、氯化钡、氯化铝、硫酸镁、硫酸铝等。引发剂为过硫酸钾、过硫酸胺等。其中，α
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甲基苯乙烯：丙烯腈：N
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苯基马来酰亚胺的质量百分比范围是（30
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80%）：（10
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60%）：（0.1
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40%）都能够实现本专利技术的技术效果，优选（40
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75%）：（15
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50%）：（0.1
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20%）。
[0011]所述的活性基团接枝的橡胶中的橡胶选自聚烯烃类橡胶、聚丙烯腈类橡胶、聚丙烯酸类橡胶、聚酯类橡胶中的至少一种；可选的，所述的聚丙烯腈类橡胶选自丁二烯
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丙烯腈橡胶、氢化丁二烯丙烯腈橡胶、丙烯腈异戊二烯橡胶、丙烯腈
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丁二烯
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苯乙烯共聚物中的至少一种；所述的聚烯烃类橡胶选自饱和聚烯烃类橡胶、不饱和聚烯烃类橡胶中的至少一种；所述的饱和聚烯烃类橡胶选自乙烯
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辛烯共聚物、聚乙烯橡胶、聚丙烯橡胶、聚异丁烯橡胶、乙烯
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丙烯橡胶、线性低密度聚乙烯橡胶、乙烯
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丁烯橡胶、氯乙烯橡胶；不饱和聚烯烃类橡胶选自三元乙丙橡胶、丁二烯
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苯乙烯橡胶、苯乙烯
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乙烯
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丁二烯
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苯乙烯嵌段共聚物、乙烯
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丙烯
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丁二烯橡胶、苯乙烯
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丁二烯
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苯乙烯共聚物、苯乙烯
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异戊二烯共聚物中的至少一种；聚丙烯酸类橡胶选自乙烯
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丙烯酸聚合物、乙烯
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丙烯酸离聚物中的至少一种；聚酯类橡胶选自乙烯
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丙烯酸酯橡胶、乙烯
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乙酸乙烯酯聚合物、丁二烯
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丙烯酸酯橡胶、乙烯
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丙烯酸正丁酯
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甲基丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种尼龙复合材料，其特征在于，按重量份计，包括以下组分：尼龙6树脂80份；石墨类导热材料15
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50份；活性基团接枝的橡胶8
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30份；α
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甲基苯乙烯/丙烯腈/N
‑
苯基马来酰亚胺三元共聚物0.8
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7份；还包括聚四氟乙烯丝束，聚四氟乙烯丝束的含量为活性基团接枝的橡胶重量份的5%
‑
20%；在复合材料中，聚四氟乙烯丝束的直径范围是0.001
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2微米；活性基团接枝的橡胶选自马来酸酐接枝的橡胶、环氧基团接枝的橡胶中的至少一种，其中，所述的马来酸酐接枝的橡胶中，马来酸酐基团占马来酸酐接枝的橡胶重量百分比为0.1wt%
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4wt%，所述的环氧基团接枝的橡胶中，环氧基团占环氧基团接枝的橡胶的重量百分比为0.05wt%
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3wt%。2.根据权利要求1所述的尼龙复合材料，其特征在于，聚四氟乙烯丝束的重量含量是活性基团接枝的橡胶重量份的5.8%
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12.5%。3.根据权利要求2所述的尼龙复合材料，其特征在于，聚四氟乙烯丝束的重量含量是活性基团接枝的橡胶重量份的7%
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9%。4.根据权利要求1所述的尼龙复合材料，其特征在于，α
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甲基苯乙烯/丙烯腈/N
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苯基马来酰亚胺三元共聚物的含量为1.8
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3份；α
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甲基苯乙烯/丙烯腈/N
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苯基马来酰亚胺三元共聚物中，α
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甲基苯乙烯：丙烯腈：N
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苯基马来酰亚胺的质量百分比范围是（30
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80%）：（10
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60%）：（0.1
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40%）。5.根据权利要求4所述的尼龙复合材料，其特征在于，α
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甲基苯乙烯：丙烯腈：N
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苯基马来酰亚胺的质量百分比范围是（40
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75%）：（15
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50%）：（0.1
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20%）。6.根据权利要求1所述的尼龙复合材料，其特征在于，所述的活性基团接枝的橡胶中的橡胶选自聚烯烃类橡胶、聚丙烯腈类橡胶、聚丙烯酸类橡胶、聚酯类橡胶中的至少一种；所述的聚丙烯腈类橡胶选自丁二烯
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丙烯腈橡胶、氢化丁二烯丙烯腈橡胶、丙烯腈异戊二烯橡胶、丙烯腈
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【专利技术属性】
技术研发人员：林洁龙，徐洪耀，杨霄云，陈平绪，叶南飚，张永，叶士兵，刘纪庆，安朋，王艳艳，
申请(专利权)人：上海金发科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：