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權(quán)利要求
1.尼龍阻燃導(dǎo)熱復(fù)合材料,由尼龍樹(shù)脂及抗氧劑、三聚氰胺鹽類(lèi)阻燃劑修飾過(guò)的氮化硼和氧化鋁組成,其特征在于:其中各原料組分質(zhì)量百分比如下: 尼龍樹(shù)脂49-97.5%; 三聚氰胺鹽類(lèi)阻燃劑修飾過(guò)的氮化硼1~20%; 三聚氰胺鹽類(lèi)阻燃劑修飾過(guò)的氧化鋁 1~30%; 抗氧劑 0.5~1%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的尼龍阻燃導(dǎo)熱復(fù)合材料,其特征在于:表面修飾阻燃劑的氮化硼添加量為復(fù)合體系質(zhì)量分?jǐn)?shù)的1~20wt%;表面修飾阻燃劑的氧化鋁添加量為復(fù)合體系質(zhì)量分?jǐn)?shù)的1~30wt%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的尼龍阻燃導(dǎo)熱復(fù)合材料,其特征在于:表面修飾阻燃劑的氮化硼添加量為復(fù)合體系質(zhì)量分?jǐn)?shù)的10~20wt%;表面修飾阻燃劑的氧化鋁添加量為復(fù)合體系質(zhì)量分?jǐn)?shù)的20~30wt%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的尼龍阻燃導(dǎo)熱復(fù)合材料,其特征在于:表面修飾阻燃劑的氮化硼添加量為復(fù)合體系質(zhì)量分?jǐn)?shù)的1~10wt%;表面修飾阻燃劑的氧化鋁添加量為復(fù)合體系質(zhì)量分?jǐn)?shù)的1~10wt%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的尼龍阻燃導(dǎo)熱復(fù)合材料,其特征在于:表面修飾阻燃劑的氮化硼添加量為復(fù)合體系質(zhì)量分?jǐn)?shù)的8~15wt%;表面修飾阻燃劑的氧化鋁添加量為復(fù)合體系質(zhì)量分?jǐn)?shù)的10~20wt%。
6.根據(jù)權(quán)利要求1~5任一項(xiàng)所述的尼龍阻燃導(dǎo)熱復(fù)合材料,其特征在于:各原料組分質(zhì)量百分比如下: 尼龍樹(shù)脂49-75%; 三聚氰胺鹽類(lèi)阻燃劑修飾過(guò)的氮化硼10~20%; 三聚氰胺鹽類(lèi)阻燃劑修飾過(guò)的氧化鋁10~20%; 抗氧劑 0.5~1%。
7.根據(jù)權(quán)利要求1~5任一項(xiàng)所述的尼龍阻燃導(dǎo)熱復(fù)合材料,其特征在于:各原料組分質(zhì)量百分比如下: 尼龍樹(shù)脂80-97.5%; 三聚氰胺鹽類(lèi)阻燃劑修飾過(guò)的氮化硼1~10%; 三聚氰胺鹽類(lèi)阻燃劑修飾過(guò)的氧化鋁1~18%; 抗氧劑 0.5~1%。
8.根據(jù)權(quán)利要求1~5任一項(xiàng)所述的尼龍阻燃導(dǎo)熱復(fù)合材料,其特征在于:各原料組分質(zhì)量百分比如下: 尼龍樹(shù)脂70-80%; 三聚氰胺鹽類(lèi)阻燃劑修飾過(guò)的氮化硼8~15%; 三聚氰胺鹽類(lèi)阻燃劑修飾過(guò)的氧化鋁11.5~20%; 抗氧劑 0.5~1%。
9.一種如權(quán)利要求1所述的尼龍阻燃導(dǎo)熱復(fù)合材料制備方法,其特征在于:包括過(guò)程如下: 1)采用硅烷偶聯(lián)劑KH-560對(duì)氧化鋁小球進(jìn)行表面改性接枝處理,然后通過(guò)氨基開(kāi)環(huán)反應(yīng)將三聚氰胺鹽類(lèi)阻燃劑鍵合到氧化鋁小球表面,得到表面修飾三聚氰胺鹽類(lèi)阻燃劑的氧化鋁小球; 2)將六方氮化硼與三聚氰胺鹽類(lèi)阻燃劑共混球磨,得到表面修飾三聚氰胺鹽類(lèi)阻燃劑的氮化硼; 3)將制備得到表面修飾三聚氰胺鹽類(lèi)阻燃劑的氧化鋁小球和表面修飾三聚氰胺鹽類(lèi)阻燃劑的氮化硼以及尼龍樹(shù)脂切片和抗氧劑分散均勻,得到混合基料; 4)將得到的混合基料加入雙螺桿擠出機(jī)中,經(jīng)過(guò)擠出機(jī)熔融共混、切粒得到復(fù)合材料的粒料;加工溫度為220~280 ℃,轉(zhuǎn)速設(shè)置為70~120r/min; 5)將得到的粒料經(jīng)過(guò)注塑成型或熱壓成型制得尼龍-氮化硼-氧化鋁阻燃導(dǎo)熱復(fù)合材料;注塑或熱壓成型溫度為220~285 ℃。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的尼龍阻燃導(dǎo)熱復(fù)合材料制備方法,其特征在于: 過(guò)程1)中,采用直徑為1~30 μm的氧化鋁小球,使其表面接枝硅烷偶聯(lián)劑KH-560,再鍵合三聚氰胺鹽類(lèi)阻燃劑,得到三聚氰胺鹽類(lèi)阻燃劑修飾的氧化鋁小球; 過(guò)程2)中,采用粒徑為1~30 μm的六方氮化硼與三聚氰胺鹽類(lèi)共混球磨,使其表面接枝三聚氰胺鹽類(lèi)阻燃劑; 所述尼龍樹(shù)脂為尼龍6或尼龍66或兩種尼龍的合金樹(shù)脂;所述三聚氰胺鹽類(lèi)阻燃劑為三聚氰胺尿酸鹽、三聚氰胺磷酸鹽、三聚氰胺硫酸鹽中的至少一種;所述抗氧劑包括抗氧劑1010、抗氧劑1076、抗氧劑1098其中一種或多種復(fù)配所成。
說(shuō)明書(shū)
尼龍阻燃導(dǎo)熱復(fù)合材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種尼龍樹(shù)脂基復(fù)合材料,尤其是涉及一種尼龍-氮化硼-氧化鋁三元阻燃導(dǎo)熱復(fù)合材料及其制備方法。
背景技術(shù)
尼龍具有良好的力學(xué)性能、耐油性、耐腐蝕性、耐磨性等諸多優(yōu)異性能,是工程塑料里面應(yīng)用較為廣泛的一種。隨著通訊、電子、電氣等行業(yè)的快速發(fā)展,使得其對(duì)尼龍材料的性能有更高要求,如家用電器外殼、臺(tái)燈外殼、底座、插座、鋰離子電池外殼包裝等部位用尼龍需要其具有一定的導(dǎo)熱系數(shù),能夠及時(shí)將電器產(chǎn)生的熱量耗散出去,并且在實(shí)際使用的尼龍時(shí)會(huì)面臨如較高的溫度、電壓、濕度等帶電工作情況中,泄電、短路、電火花等情況是極易引起火災(zāi)存在很大的安全隱患,因此高阻燃性能也是尼龍迫切需要解決的問(wèn)題。
通常,通過(guò)添加阻燃劑和導(dǎo)熱顆粒是可以有效提高尼龍復(fù)合材料導(dǎo)熱和阻燃性能的有效途徑。但是直接添加的阻燃劑,在復(fù)合材料長(zhǎng)期使用的過(guò)程中易出現(xiàn)阻燃劑泄漏和滲出的情況,從而導(dǎo)致復(fù)合材料的阻燃性能下降及材料使用環(huán)境的阻燃劑污染問(wèn)題;同時(shí),添加的導(dǎo)熱顆粒由于自身和尼龍基體之間存在界面熱阻,而導(dǎo)致尼龍樹(shù)脂導(dǎo)熱性能下降,不宜用作高性能導(dǎo)熱材料。在這種背景下,研究一種高強(qiáng)度、高阻燃、高導(dǎo)熱性能的尼龍樹(shù)脂基復(fù)合材料便有重大的科學(xué)和經(jīng)濟(jì)意義。
尼龍產(chǎn)品中PA6和PA66產(chǎn)量較大,約占尼龍總產(chǎn)量的90%以上,因此本領(lǐng)域?qū)δ猃?和尼龍66及其共混料或合金料的研究相對(duì)較多。中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)CN 105820557 A公開(kāi)了一種阻燃導(dǎo)熱尼龍及其制備方法,其阻燃導(dǎo)熱尼龍包括以下按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計(jì)算的組分:25~30%尼龍樹(shù)脂、10~15%抗靜電樹(shù)脂、25~35%導(dǎo)熱填料、12~15%負(fù)離子粉、10~20%阻燃劑、0.1~2%偶聯(lián)劑、0.1~5%潤(rùn)滑劑、0.1~2%抗氧劑。將所述組分經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)造粒可制得改性阻燃導(dǎo)熱尼龍,所制備的導(dǎo)熱尼龍具有良好的韌性,阻燃性及高的導(dǎo)熱和散熱性能。該發(fā)明的主要特點(diǎn)在于各種組分按比例復(fù)配,阻燃劑直接加入復(fù)合材料中,在復(fù)合材料使用中,極易發(fā)生阻燃劑遷移和滲出的情況,從而導(dǎo)致阻燃劑污染材料使用環(huán)境與材料阻燃性能降低的情況發(fā)生。本發(fā)明著力解決這一缺點(diǎn),同樣以尼龍6和尼龍66為主要研究基體,采用阻燃劑通過(guò)化學(xué)反應(yīng)鍵合到導(dǎo)熱顆粒表面,既能解決阻燃劑在基體中的分散問(wèn)題,又能夠解決阻燃劑在基體中遷移和滲出的狀況發(fā)生。
中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)CN 105295360 A公開(kāi)了一種高導(dǎo)熱阻燃尼龍復(fù)合材料及其制備方法,其阻燃高導(dǎo)熱尼龍復(fù)合材料包含以下重量份的組分:尼龍30-60份、尼龍65-10份、碳類(lèi)微納米導(dǎo)熱填料10-30份、金屬類(lèi)微納米導(dǎo)熱填料10-30份、非金屬非碳類(lèi)微納米導(dǎo)熱填料10-30份、阻燃劑5-15份、相容劑0.5-2份、抗氧劑0.5-1份、潤(rùn)滑劑0.5-1份、色粉0~3份。該高導(dǎo)熱阻燃尼龍復(fù)合材料分散性佳、導(dǎo)熱性能高、填充量小、密度小、加工性能佳。該專(zhuān)利中以金屬微粉和碳材料為導(dǎo)熱填料,直接在基體中加入阻燃劑,未經(jīng)過(guò)處理,極易發(fā)生阻燃劑遷移和滲出的情況,從而導(dǎo)致阻燃劑污染材料使用環(huán)境與材料阻燃性能降低的情況發(fā)生。本發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)以氮化硼和氧化鋁為導(dǎo)熱填料,采用阻燃劑通過(guò)化學(xué)反應(yīng)鍵合到導(dǎo)熱顆粒表面,解決阻燃劑在基體中的遷移和泄漏問(wèn)題。
中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)CN 104744935 A公開(kāi)了一種長(zhǎng)碳鏈導(dǎo)熱尼龍復(fù)合材料及其制備方法,具體涉及一種長(zhǎng)碳鏈導(dǎo)熱尼龍復(fù)合材料,主要包括:長(zhǎng)碳鏈尼龍樹(shù)脂 20-40%,導(dǎo)熱填料30-50%,增強(qiáng)填料5-20%,無(wú)鹵阻燃劑5-20%,偶聯(lián)劑0.1-0.5%,潤(rùn)滑劑0.4-1.0%,抗氧劑0.1-0.5%,色粉0.1-5%,按原料配方質(zhì)量百分比稱(chēng)取原料,將長(zhǎng)碳鏈尼龍樹(shù)脂和偶聯(lián)劑在混合缸中混合,然后加入抗氧劑再混合,再加入導(dǎo)熱填料、無(wú)鹵阻燃劑、潤(rùn)滑劑、色粉再混合,最后熔融擠出。可見(jiàn),現(xiàn)有技術(shù)中,阻燃劑多以固體粉末形式直接添加到尼龍樹(shù)脂中,兩者之間存在界面相容性問(wèn)題,這些阻燃劑顆粒將以應(yīng)力集中點(diǎn)缺陷的形式存在,將大大降低尼龍樹(shù)脂阻燃復(fù)合材料的強(qiáng)度和阻燃性能。而在實(shí)際應(yīng)用中,鋰電池的外殼包裝材料對(duì)導(dǎo)熱和阻燃是雙重的技術(shù)需求。
綜上所述,針對(duì)尼龍復(fù)合材料的應(yīng)用領(lǐng)域開(kāi)發(fā)一種既能阻燃又具有導(dǎo)熱性能的高性能高性?xún)r(jià)比的材料便越發(fā)急切。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)不足,提出一種尼龍阻燃導(dǎo)熱復(fù)合材料及其制備方法,通過(guò)在尼龍樹(shù)脂中加入經(jīng)修飾三聚氰胺鹽類(lèi)阻燃劑的氧化鋁和氮化硼填料,經(jīng)過(guò)雙螺桿擠出機(jī)擠出造粒,最終經(jīng)注塑成型或熱壓成型方式制得尼龍-氮化硼-氧化鋁三元阻燃導(dǎo)熱復(fù)合材料。
本發(fā)明將著力解決阻燃劑在基體中分散不均勻及其在基體中遷移、泄漏的問(wèn)題,通過(guò)化學(xué)反應(yīng)將阻燃劑三聚氰胺鹽類(lèi)鍵合到導(dǎo)熱的無(wú)機(jī)顆粒表面,解決阻燃劑游離于基體和分散不均勻的問(wèn)題,同時(shí)導(dǎo)熱的無(wú)機(jī)顆粒順便解決尼龍復(fù)合材料的導(dǎo)熱系數(shù)較低的雙重問(wèn)題。
本發(fā)明采用的技術(shù)方案:
一種尼龍阻燃導(dǎo)熱復(fù)合材料,由如下質(zhì)量百分比的各原料組分制得:尼龍樹(shù)脂49~97.5%;三聚氰胺鹽類(lèi)阻燃劑修飾過(guò)的氮化硼1~20%;三聚氰胺鹽類(lèi)阻燃劑修飾過(guò)的氧化鋁 1~30%;抗氧劑 0.5~1%。
所述的尼龍阻燃導(dǎo)熱復(fù)合材料,各原料組分質(zhì)量百分比如下:尼龍樹(shù)脂49-75%;三聚氰胺鹽類(lèi)阻燃劑修飾過(guò)的氮化硼10~20%;三聚氰胺鹽類(lèi)阻燃劑修飾過(guò)的氧化鋁 10~20%;抗氧劑 0.5~1%。
所述的尼龍阻燃導(dǎo)熱復(fù)合材料,各原料組分質(zhì)量百分比如下:尼龍樹(shù)脂80-97.5%;三聚氰胺鹽類(lèi)阻燃劑修飾過(guò)的氮化硼1~10%;三聚氰胺鹽類(lèi)阻燃劑修飾過(guò)的氧化鋁1~18%;抗氧劑 0.5~1%。
所述的尼龍阻燃導(dǎo)熱復(fù)合材料,各原料組分質(zhì)量百分比如下:尼龍樹(shù)脂70-80%;三聚氰胺鹽類(lèi)阻燃劑修飾過(guò)的氮化硼8~15%;三聚氰胺鹽類(lèi)阻燃劑修飾過(guò)的氧化鋁11.5~20%;抗氧劑 0.5~1%。
所述的尼龍阻燃導(dǎo)熱復(fù)合材料,表面修飾阻燃劑的氮化硼添加量為復(fù)合體系質(zhì)量分?jǐn)?shù)的1~20wt%;表面修飾阻燃劑的氧化鋁添加量為復(fù)合體系質(zhì)量分?jǐn)?shù)的1~30wt%。
所述的尼龍阻燃導(dǎo)熱復(fù)合材料,表面修飾阻燃劑的氮化硼添加量為復(fù)合體系質(zhì)量分?jǐn)?shù)的10~20wt%;表面修飾阻燃劑的氧化鋁添加量為復(fù)合體系質(zhì)量分?jǐn)?shù)的20~30wt%。
所述的尼龍阻燃導(dǎo)熱復(fù)合材料,表面修飾阻燃劑的氮化硼添加量為復(fù)合體系質(zhì)量分?jǐn)?shù)的1~10wt%;表面修飾阻燃劑的氧化鋁添加量為復(fù)合體系質(zhì)量分?jǐn)?shù)的1~10wt%。
所述的尼龍阻燃導(dǎo)熱復(fù)合材料,表面修飾阻燃劑的氮化硼添加量為復(fù)合體系質(zhì)量分?jǐn)?shù)的8~15wt%;表面修飾阻燃劑的氧化鋁添加量為復(fù)合體系質(zhì)量分?jǐn)?shù)的10~20wt%。
本發(fā)明尼龍阻燃導(dǎo)熱復(fù)合材料制備方法,采用氧化鋁小球,經(jīng)過(guò)硅烷偶聯(lián)劑KH-560表面改性并鍵合三聚氰胺鹽類(lèi)阻燃劑,其中表面修飾三聚氰胺鹽類(lèi)阻燃劑的氧化鋁小球添加量為復(fù)合材料的1~30%;采用六方氮化硼與三聚氰胺鹽類(lèi)阻燃劑經(jīng)球磨機(jī)共混球磨,得到表面修飾三聚氰胺鹽類(lèi)阻燃劑的氮化硼,修飾之后的氮化硼添加量為復(fù)合材料的1~20%;然后將表面修飾三聚氰胺鹽類(lèi)阻燃劑的氧化鋁小球和表面修飾三聚氰胺鹽類(lèi)阻燃劑的氮化硼以及尼龍樹(shù)脂切片和抗氧劑分散均勻,得到混合基料;經(jīng)過(guò)雙螺桿擠出機(jī)熔融共混,造粒,再注塑成型最終制得尼龍-氮化硼-氧化鋁三元阻燃導(dǎo)熱復(fù)合材料。
所述尼龍阻燃導(dǎo)熱復(fù)合材料,采用的六方氮化硼粒徑約為1~30 μm,與三聚氰胺鹽類(lèi)共混球磨,使其表面接枝三聚氰胺鹽類(lèi)阻燃劑;所述的氧化鋁小球直徑約為1~30 μm,表面接枝硅烷偶聯(lián)劑KH-560后再鍵合三聚氰胺鹽類(lèi)阻燃劑,得到三聚氰胺鹽類(lèi)阻燃劑修飾的氧化鋁小球;所述三聚氰胺鹽類(lèi)阻燃劑為三聚氰胺尿酸鹽、三聚氰胺磷酸鹽、三聚氰胺硫酸鹽中的至少一種。所述尼龍樹(shù)脂為尼龍6或尼龍66或兩種尼龍的合金樹(shù)脂;所述抗氧劑包括抗氧劑1010、抗氧劑1076、抗氧劑1098其中一種或多種復(fù)配所成。
一種尼龍阻燃導(dǎo)熱復(fù)合材料的制備方法,包括以下步驟:
1)采用硅烷偶聯(lián)劑KH-560對(duì)氧化鋁小球進(jìn)行表面改性接枝處理,然后通過(guò)氨基開(kāi)環(huán)反應(yīng)將三聚氰胺鹽類(lèi)阻燃劑鍵合到氧化鋁小球表面,得到表面修飾三聚氰胺鹽類(lèi)阻燃劑的氧化鋁小球;
2)將六方氮化硼與三聚氰胺鹽類(lèi)阻燃劑共混球磨,得到表面修飾三聚氰胺鹽類(lèi)阻燃劑的氮化硼;
3)將步驟1)和步驟2)中制備得到表面修飾三聚氰胺鹽類(lèi)阻燃劑的氧化鋁小球和表面修飾三聚氰胺鹽類(lèi)阻燃劑的氮化硼以及尼龍樹(shù)脂切片和抗氧劑分散均勻,得到混合基料;
4)將步驟3)中得到的混合基料加入雙螺桿擠出機(jī)中,經(jīng)過(guò)擠出機(jī)熔融共混、切粒得到復(fù)合材料的粒料;
5)將步驟4)中得到的粒料經(jīng)過(guò)注塑成型或熱壓成型制得尼龍-氮化硼-氧化鋁阻燃導(dǎo)熱復(fù)合材料。
所述尼龍阻燃導(dǎo)熱復(fù)合材料的制備方法,步驟1)中,制備表面修飾三聚氰胺鹽類(lèi)阻燃劑的氧化鋁小球的具體步驟如下:
1.1)在氧化鋁小球表面修飾硅烷偶聯(lián)劑KH-560;
步驟1.1)中,依次將氧化鋁加入到含有KH-560的乙醇溶液中,水浴反應(yīng)6-12小時(shí),抽濾得到KH-560改性的氧化鋁小球,用蒸餾水和乙醇反復(fù)洗滌5次,冷凍干燥,得到表面修飾KH-560的氧化鋁小球;
1.2)通過(guò)開(kāi)環(huán)反應(yīng)將阻燃劑三聚氰胺鹽類(lèi)鍵合到氧化鋁表面;
步驟1.2)中,將表面修飾KH-560的氧化鋁加入到含有三聚氰胺鹽類(lèi)阻燃劑的有機(jī)溶劑中,浸泡24小時(shí),磁力攪拌,水浴加熱,反應(yīng)24~36小時(shí)反應(yīng)結(jié)束,抽濾混合溶液,用乙醇洗滌濾渣3-5次,冷凍干燥得到表面鍵合三聚氰胺鹽類(lèi)阻燃劑的氧化鋁小球。
所述尼龍阻燃導(dǎo)熱復(fù)合材料的制備方法,步驟2)中,制備表面修飾三聚氰胺鹽類(lèi)阻燃劑氮化硼的具體步驟如下:將六方型氮化硼與三聚氰胺多聚磷酸鹽以相應(yīng)的比例稱(chēng)取置于球磨罐體中,再放適量無(wú)水乙醇使二者充分濕潤(rùn),使用氧化鋯小球球磨8小時(shí),反應(yīng)結(jié)束后靜置一段時(shí)間,然后再將球磨料取出抽濾,經(jīng)乙醇和蒸餾水反復(fù)交替洗滌3~5次,冷凍干燥,得到三聚氰胺鹽類(lèi)阻燃劑修飾的氮化硼。
現(xiàn)有技術(shù)中,由于三聚氰胺鹽類(lèi)阻燃劑多以固體顆粒形式直接添加到尼龍樹(shù)脂中,兩者之間存在界面問(wèn)題,這些阻燃劑顆粒將以應(yīng)力集中點(diǎn)缺陷的形式存在,將大大降低尼龍樹(shù)脂阻燃復(fù)合材料的強(qiáng)度和阻燃性能。與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明具有下列有益效果:
(1)本發(fā)明文件提供的尼龍阻燃導(dǎo)熱復(fù)合材料,由于氮化硼和氧化鋁的高導(dǎo)熱性能,且在尼龍樹(shù)脂基體中均勻分散,因而適量配比的氮化硼和氧化鋁能較大幅度地提高尼龍復(fù)合材料的導(dǎo)熱性能。
(2)本發(fā)明提供的尼龍阻燃導(dǎo)熱復(fù)合材料,氮化硼和氧化鋁表面經(jīng)過(guò)三聚氰胺鹽類(lèi)阻燃劑的改性,即鍵合三聚氰胺鹽類(lèi)阻燃劑,能夠有效地大幅提高尼龍復(fù)合材料的阻燃性能。
(3)本發(fā)明提供的尼龍阻燃導(dǎo)熱復(fù)合材料的制備方法,制備方法簡(jiǎn)單、反應(yīng)條件溫和,適合大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。
(4)本發(fā)明提供的尼龍阻燃導(dǎo)熱復(fù)合材料,具有優(yōu)良的阻燃、導(dǎo)熱和力學(xué)性能,可應(yīng)用于結(jié)構(gòu)阻燃導(dǎo)熱材料,可作為電子電器的外殼包裝材料;特別是應(yīng)用在LED燈的外殼、底座和新能源汽車(chē)電池的外殼包裝件,即具有良好機(jī)械強(qiáng)度、優(yōu)異阻燃和導(dǎo)熱性能需求的場(chǎng)所。
本發(fā)明制備方法制備的尼龍阻燃導(dǎo)熱復(fù)合材料,通過(guò)在氧化鋁和氮化硼表面鍵合三聚氰胺鹽類(lèi)阻燃劑,將阻燃劑鏈接在無(wú)機(jī)顆粒表面,由此解決了現(xiàn)有技術(shù)中阻燃劑與尼龍樹(shù)脂基體共混不均勻及阻燃劑在復(fù)合材料中易滲漏遷移而污染材料使用環(huán)境的缺點(diǎn);同時(shí)還可以提高氮化硼和氧化鋁顆粒與尼龍基體之間的相容性,從而降低其與尼龍樹(shù)脂之間的界面熱阻,提高尼龍樹(shù)脂阻燃復(fù)合材料的導(dǎo)熱性能。本體系選擇氮化硼和氧化鋁的原因是:氮化硼是二維片狀結(jié)構(gòu)導(dǎo)熱材料,容易堆疊分散不均;氧化鋁是零維小球,小球和片層復(fù)配可提高復(fù)合材料低填沖量時(shí)的導(dǎo)熱系數(shù);另外,兩種無(wú)機(jī)填料絕對(duì)不燃,可以覆蓋復(fù)合材料表面,阻斷氧氣接觸可燃物,阻斷燃燒路徑,發(fā)揮填料阻燃的功能。
附圖說(shuō)明
圖1是實(shí)施例1制得的復(fù)合材料錐形量熱儀測(cè)試之后殘?zhí)嫉膾呙桦婄R照片;
圖2是實(shí)施例1氧化鋁及其阻燃劑改性的氧化鋁的熱失重圖;
圖3是實(shí)施例1氮化硼及其阻燃劑改性的氮化硼的熱失重圖。
具體實(shí)施方式
為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白,以下結(jié)合附圖及實(shí)施例,對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解,此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本發(fā)明,并不用于限定本發(fā)明。此外,下面所描述的本發(fā)明各個(gè)實(shí)施方式中所涉及到的技術(shù)特征只要彼此之間未構(gòu)成沖突就可以相互組合。
實(shí)施例1
本實(shí)施例的尼龍阻燃導(dǎo)熱復(fù)合材料,包括三聚氰胺多聚磷酸鹽(MPP)阻燃劑修飾過(guò)的氧化鋁小球(Al 2O 3)和氮化硼(BN)填料、尼龍6樹(shù)脂和抗氧劑1010,其四者的添加質(zhì)量比例為:
尼龍6樹(shù)脂 69%;
MPP修飾過(guò)的氮化硼10%;
MPP修飾過(guò)的氧化鋁20%;
抗氧劑1010 1%。
所述氮化硼粒徑約為3 μm,其與MPP共混球磨,使其表面接枝MPP,得到BN-MPP;所述的氧化鋁小球的直徑約為10 μm,其表面接枝硅烷偶聯(lián)劑KH-560,再鍵合MPP,得到Al 2O 3-KH560-MPP。
所述的尼龍阻燃導(dǎo)熱復(fù)合材料制備方法包括以下步驟:
(1)采用硅烷偶聯(lián)劑KH-560對(duì)氧化鋁小球進(jìn)行表面改性接枝處理,然后通過(guò)氨基開(kāi)環(huán)反應(yīng)將MPP鍵合到氧化鋁小球表面,得到表面修飾MPP的Al 2O 3-KH560-MPP;
a. 在氧化鋁小球表面修飾硅烷偶聯(lián)劑KH-560:依次將氧化鋁加入到含有KH-560的乙醇溶液中,水浴反應(yīng)12小時(shí),抽濾得到KH-560改性的氧化鋁小球,用蒸餾水和乙醇反復(fù)洗滌5次,冷凍干燥,得到表面修飾KH-560的氧化鋁小球;
b. 通過(guò)開(kāi)環(huán)反應(yīng)將MPP鍵合到氧化鋁表面:將表面修飾KH-560的氧化鋁加入到含有MPP的有機(jī)溶劑中,浸泡24小時(shí),磁力攪拌,水浴加熱,反應(yīng)36小時(shí)反應(yīng)結(jié)束,抽濾混合溶液,用乙醇洗滌濾渣3-5次,冷凍干燥,得到表面鍵合MPP的氧化鋁小球,即得到Al 2O 3-KH560-MPP;
(2)制備表面修飾MPP的氮化硼:將六方型氮化硼與MPP以相應(yīng)的比例稱(chēng)取,置于球磨罐體中,再加入適量無(wú)水乙醇使二者充分濕潤(rùn),使用氧化鋯小球球磨8小時(shí),反應(yīng)結(jié)束后靜置一段時(shí)間,然后再將球磨料取出抽濾,經(jīng)乙醇和蒸餾水反復(fù)交替洗滌3~5次,冷凍干燥,得到三聚氰胺鹽類(lèi)阻燃劑修飾的氮化硼,即得到BN-MPP;
(3)將步驟(1)和步驟(2)中制備的Al 2O 3-KH560-MPP和BN-MPP、尼龍6樹(shù)脂切片和抗氧劑1010攪拌均勻,得到混合基料;
(4)將步驟(3)中得到的混合基料加入雙螺桿擠出機(jī)中,經(jīng)過(guò)擠出機(jī)熔融共混,擠出造粒得到復(fù)合材料的粒料;
優(yōu)選的,雙螺桿擠出機(jī)的加工溫度為220~280℃,轉(zhuǎn)速設(shè)置為70~100r/min;
(5)將步驟(4)中得到的粒料經(jīng)過(guò)注塑機(jī)注塑成型,制得尼龍-氮化硼-氧化鋁三元阻燃導(dǎo)熱復(fù)合材料。
步驟(5)中得到的尼龍-氮化硼-氧化鋁三元阻燃導(dǎo)熱復(fù)合材料錐形量熱儀測(cè)試之后殘?zhí)嫉膾呙桦婄R圖片如圖1所示;步驟(1)中涉及到的氧化鋁小球及其改性修飾的顆粒,通過(guò)TGA測(cè)試結(jié)果如圖2所示;步驟(2)中涉及到的氮化硼及阻燃劑修飾的氮化硼,通過(guò)TGA測(cè)試結(jié)果如圖3所示。
將實(shí)施例1中得到的尼龍阻燃導(dǎo)熱復(fù)合材料,采用GB/T 2406-2009標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試阻燃性能,采用ASTM D 2863-97標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試復(fù)合材料的極限氧指數(shù),采用ASTM C 1113-90標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試復(fù)合材料的導(dǎo)熱性能,結(jié)果見(jiàn)表1。
實(shí)施例2
本實(shí)施例的尼龍阻燃導(dǎo)熱復(fù)合材料,包括三聚氰胺多聚磷酸鹽阻燃劑修飾過(guò)的氧化鋁小球和氮化硼填料、尼龍6樹(shù)脂和抗氧劑1010,其四者的添加質(zhì)量比例為:
尼龍6樹(shù)脂 59%;
MPP修飾過(guò)的氮化硼 10%;
MPP修飾過(guò)的氧化鋁 30%;
抗氧劑1010 1%。
所述氮化硼粒徑約為3 μm,其與MPP共混球磨,使其表面接枝MPP,得到BN-MPP;所述的氧化鋁小球的直徑約為10 μm,其表面接枝硅烷偶聯(lián)劑KH-560,再鍵合MPP,得到Al 2O 3-KH560-MPP。
所述尼龍阻燃導(dǎo)熱復(fù)合材料的制備方法包括以下步驟:
(1)采用硅烷偶聯(lián)劑KH-560對(duì)氧化鋁小球進(jìn)行表面改性接枝處理,然后通過(guò)氨基開(kāi)環(huán)反應(yīng)將MPP鍵合到氧化鋁小球表面,得到表面修飾MPP的Al 2O 3-KH560-MPP;
a. 在氧化鋁小球表面修飾硅烷偶聯(lián)劑KH-560:依次將氧化鋁加入到含有KH-560的乙醇溶液中,水浴反應(yīng)12小時(shí),抽濾得到KH-560改性的氧化鋁小球,用蒸餾水和乙醇反復(fù)洗滌5次,冷凍干燥,得到表面修飾KH-560的氧化鋁小球;
b. 通過(guò)開(kāi)環(huán)反應(yīng)將MPP鍵合到氧化鋁表面:將表面修飾KH-560的氧化鋁加入到含有MPP的有機(jī)溶劑中,浸泡24小時(shí),磁力攪拌,水浴加熱,反應(yīng)36小時(shí)反應(yīng)結(jié)束,抽濾混合溶液,用乙醇洗滌濾渣3-5次,冷凍干燥,得到表面鍵合MPP的氧化鋁小球,即得到Al 2O 3-KH560-MPP;
(2)制備表面修飾MPP的氮化硼:將六方型氮化硼與MPP以相應(yīng)的比例稱(chēng)取,置于球磨罐體中,再加入適量無(wú)水乙醇使二者充分濕潤(rùn),使用氧化鋯小球球磨8小時(shí),反應(yīng)結(jié)束后靜置一段時(shí)間,然后再將球磨料取出抽濾,經(jīng)乙醇和蒸餾水反復(fù)交替洗滌3~5次,冷凍干燥,得到三聚氰胺鹽類(lèi)阻燃劑修飾的氮化硼,即得到BN-MPP;
(3)將步驟(1)和步驟(2)中制備的Al 2O 3-KH560-MPP和BN-MPP、尼龍6樹(shù)脂切片和抗氧劑1010攪拌均勻,得到混合基料;
(4)將步驟(3)中得到的混合基料加入雙螺桿擠出機(jī)中,經(jīng)過(guò)擠出機(jī)熔融共混,擠出造粒得到復(fù)合材料的粒料;雙螺桿擠出機(jī)的加工溫度為220~280℃,轉(zhuǎn)速設(shè)置為70~100r/min;
(5)將步驟(4)中得到的粒料經(jīng)過(guò)注塑機(jī)注塑成型,制得尼龍-氮化硼-氧化鋁三元阻燃導(dǎo)熱復(fù)合材料。
將實(shí)施例2中得到的尼龍阻燃導(dǎo)熱復(fù)合材料,采用GB/T 2406-2009標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試阻燃性能,采用ASTM D 2863-97標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試復(fù)合材料的極限氧指數(shù),采用ASTM C 1113-90標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試復(fù)合材料的導(dǎo)熱性能,結(jié)果見(jiàn)表1。
實(shí)施例3
本實(shí)施例的尼龍阻燃導(dǎo)熱復(fù)合材料,包括三聚氰胺多聚磷酸鹽阻燃劑修飾過(guò)的氧化鋁小球和氮化硼填料、尼龍6樹(shù)脂和抗氧劑1010,其四者的添加質(zhì)量比例為:
尼龍6樹(shù)脂49%;
MPP修飾過(guò)的氮化硼 20%;
MPP修飾過(guò)的氧化鋁 30%;
抗氧劑1010 1%。
所述氮化硼粒徑約為3 μm,其與MPP共混球磨,使其表面接枝MPP,得到BN-MPP;所述的氧化鋁小球的直徑約為10μm,其表面接枝硅烷偶聯(lián)劑KH-560,再鍵合MPP,得到Al 2O 3-KH560-MPP。
所述的尼龍阻燃導(dǎo)熱復(fù)合材料,其制備方法包括以下步驟:
(1)采用硅烷偶聯(lián)劑KH-560對(duì)氧化鋁小球進(jìn)行表面改性接枝處理,然后通過(guò)氨基開(kāi)環(huán)反應(yīng)將MPP鍵合到氧化鋁小球表面,得到表面修飾MPP的Al 2O 3-KH560-MPP;
a. 在氧化鋁小球表面修飾硅烷偶聯(lián)劑KH-560:依次將氧化鋁加入到含有KH-560的乙醇溶液中,水浴反應(yīng)12小時(shí),抽濾得到KH-560改性的氧化鋁小球,用蒸餾水和乙醇反復(fù)洗滌5次,冷凍干燥,得到表面修飾KH-560的氧化鋁小球;
b. 通過(guò)開(kāi)環(huán)反應(yīng)將MPP鍵合到氧化鋁表面:將表面修飾KH-560的氧化鋁加入到含有MPP的有機(jī)溶劑中,浸泡24小時(shí),磁力攪拌,水浴加熱,反應(yīng)36小時(shí)反應(yīng)結(jié)束,抽濾混合溶液,用乙醇洗滌濾渣3-5次,冷凍干燥,得到表面鍵合MPP的氧化鋁小球,即得到Al 2O 3-KH560-MPP;
(2)制備表面修飾MPP的氮化硼:將六方型氮化硼與MPP以相應(yīng)的比例稱(chēng)取,置于球磨罐體中,再加入適量無(wú)水乙醇使二者充分濕潤(rùn),使用氧化鋯小球球磨8小時(shí),反應(yīng)結(jié)束后靜置一段時(shí)間,然后再將球磨料取出抽濾,經(jīng)乙醇和蒸餾水反復(fù)交替洗滌3~5次,冷凍干燥,得到三聚氰胺鹽類(lèi)阻燃劑修飾的氮化硼,即得到BN-MPP;
(3)將步驟(1)和步驟(2)中制備的Al 2O 3-KH560-MPP和BN-MPP、尼龍6樹(shù)脂切片和抗氧劑1010攪拌均勻,得到混合基料;
(4)將步驟(3)中得到的混合基料加入雙螺桿擠出機(jī)中,經(jīng)過(guò)擠出機(jī)熔融共混,擠出造粒得到復(fù)合材料的粒料;
雙螺桿擠出機(jī)的加工溫度為220~280℃,轉(zhuǎn)速設(shè)置為70~100r/min;
(5)將步驟(4)中得到的粒料經(jīng)過(guò)注塑機(jī)注塑成型,制得尼龍-氮化硼-氧化鋁三元阻燃導(dǎo)熱復(fù)合材料。
將實(shí)施例3中得到的尼龍阻燃導(dǎo)熱復(fù)合材料,采用GB/T 2406-2009標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試阻燃性能,采用ASTM D 2863-97標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試復(fù)合材料的極限氧指數(shù),采用ASTM C 1113-90標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試復(fù)合材料的導(dǎo)熱性能,結(jié)果見(jiàn)表1。
實(shí)施例4
本實(shí)施例的尼龍阻燃導(dǎo)熱復(fù)合材料,使用三聚氰胺多聚磷酸鹽阻燃劑修飾過(guò)的氧化鋁小球和氮化硼填料、尼龍6樹(shù)脂和抗氧劑1010,其四者的添加質(zhì)量比例為:
尼龍6樹(shù)脂59.5%;
MPP修飾過(guò)的氮化硼 10%;
MPP修飾過(guò)的氧化鋁 30%;
抗氧劑1010 0.5%。
所述氮化硼粒徑約為3 μm,其與MPP共混球磨,使其表面接枝MPP,得到BN-MPP;所述的氧化鋁小球的直徑約為20 μm,其表面接枝硅烷偶聯(lián)劑KH-560,再鍵合MPP,得到Al 2O 3-KH560-MPP。
所述尼龍阻燃導(dǎo)熱復(fù)合材料的制備方法包括以下步驟:
(1)采用硅烷偶聯(lián)劑KH-560對(duì)氧化鋁小球進(jìn)行表面改性接枝處理,然后通過(guò)氨基開(kāi)環(huán)反應(yīng)將MPP鍵合到氧化鋁小球表面,得到表面修飾MPP的Al 2O 3-KH560-MPP;
a. 在氧化鋁小球表面修飾硅烷偶聯(lián)劑KH-560:依次將氧化鋁加入到含有KH-560的乙醇溶液中,水浴反應(yīng)12小時(shí),抽濾得到KH-560改性的氧化鋁小球,用蒸餾水和乙醇反復(fù)洗滌5次,冷凍干燥,得到表面修飾KH-560的氧化鋁小球;
b. 通過(guò)開(kāi)環(huán)反應(yīng)將MPP鍵合到氧化鋁表面:將表面修飾KH-560的氧化鋁加入到含有MPP的有機(jī)溶劑中,浸泡24小時(shí),磁力攪拌,水浴加熱,反應(yīng)36小時(shí)反應(yīng)結(jié)束,抽濾混合溶液,用乙醇洗滌濾渣3-5次,冷凍干燥,得到表面鍵合MPP的氧化鋁小球,即得到Al 2O 3-KH560-MPP;
(2)制備表面修飾MPP的氮化硼:將六方型氮化硼與MPP以相應(yīng)的比例稱(chēng)取,置于球磨罐體中,再加入適量無(wú)水乙醇使二者充分濕潤(rùn),使用氧化鋯小球球磨8小時(shí),反應(yīng)結(jié)束后靜置一段時(shí)間,然后再將球磨料取出抽濾,經(jīng)乙醇和蒸餾水反復(fù)交替洗滌3~5次,冷凍干燥,得到三聚氰胺鹽類(lèi)阻燃劑修飾的氮化硼,即得到BN-MPP;
(3)將步驟(1)和步驟(2)中制備的Al 2O 3-KH560-MPP和BN-MPP、尼龍6樹(shù)脂切片和抗氧劑1010攪拌均勻,得到混合基料;
(4)將步驟(3)中得到的混合基料加入雙螺桿擠出機(jī)中,經(jīng)過(guò)擠出機(jī)熔融共混,擠出造粒得到復(fù)合材料的粒料;雙螺桿擠出機(jī)的加工溫度為220~280℃,轉(zhuǎn)速設(shè)置為70~120r/min;
(5)將步驟(4)中得到的粒料經(jīng)過(guò)注塑機(jī)注塑成型,制得尼龍-氮化硼-氧化鋁三元阻燃導(dǎo)熱復(fù)合材料。
實(shí)施例5
本實(shí)施例的尼龍阻燃導(dǎo)熱復(fù)合材料,采用三聚氰胺多聚磷酸鹽阻燃劑修飾過(guò)的氧化鋁小球和氮化硼填料、尼龍6樹(shù)脂和抗氧劑1010,其四者的添加質(zhì)量比例為:
尼龍6樹(shù)脂59%;
MPP修飾過(guò)的氮化硼 20%;
MPP修飾過(guò)的氧化鋁 20%;
抗氧劑1010 1%。
所述氮化硼粒徑約為5 μm,其與MPP共混球磨,使其表面接枝MPP,得到BN-MPP;所述的氧化鋁小球的直徑約為12 μm,其表面接枝硅烷偶聯(lián)劑KH-560,再鍵合MPP,得到Al 2O 3-KH560-MPP。
所述的尼龍阻燃導(dǎo)熱復(fù)合材料的制備方法包括以下步驟:
(1)采用硅烷偶聯(lián)劑KH-560對(duì)氧化鋁小球進(jìn)行表面改性接枝處理,然后通過(guò)氨基開(kāi)環(huán)反應(yīng)將MPP鍵合到氧化鋁小球表面,得到表面修飾MPP的Al 2O 3-KH560-MPP;
a. 在氧化鋁小球表面修飾硅烷偶聯(lián)劑KH-560:依次將氧化鋁加入到含有KH-560的乙醇溶液中,水浴反應(yīng)8小時(shí),抽濾得到KH-560改性的氧化鋁小球,用蒸餾水和乙醇反復(fù)洗滌5次,冷凍干燥,得到表面修飾KH-560的氧化鋁小球;
b. 通過(guò)開(kāi)環(huán)反應(yīng)將MPP鍵合到氧化鋁表面:將表面修飾KH-560的氧化鋁加入到含有MPP的有機(jī)溶劑中,浸泡24小時(shí),磁力攪拌,水浴加熱,反應(yīng)36小時(shí)反應(yīng)結(jié)束,抽濾混合溶液,用乙醇洗滌濾渣3-5次,冷凍干燥,得到表面鍵合MPP的氧化鋁小球,即得到Al 2O 3-KH560-MPP;
(2)制備表面修飾MPP的氮化硼:將六方型氮化硼與MPP以相應(yīng)的比例稱(chēng)取,置于球磨罐體中,再加入適量無(wú)水乙醇使二者充分濕潤(rùn),使用氧化鋯小球球磨8小時(shí),反應(yīng)結(jié)束后靜置一段時(shí)間,然后再將球磨料取出抽濾,經(jīng)乙醇和蒸餾水反復(fù)交替洗滌3~5次,冷凍干燥,得到三聚氰胺鹽類(lèi)阻燃劑修飾的氮化硼,即得到BN-MPP;
(3)將步驟(1)和步驟(2)中制備的Al 2O 3-KH560-MPP和BN-MPP、尼龍6樹(shù)脂切片和抗氧劑1010攪拌均勻,得到混合基料;
(4)將步驟(3)中得到的混合基料加入雙螺桿擠出機(jī)中,經(jīng)過(guò)擠出機(jī)熔融共混,擠出造粒得到復(fù)合材料的粒料;雙螺桿擠出機(jī)的加工溫度為220~280℃,轉(zhuǎn)速設(shè)置為70~100r/min;
(5)將步驟(4)中得到的粒料經(jīng)過(guò)注塑機(jī)注塑成型,制得尼龍-氮化硼-氧化鋁三元阻燃導(dǎo)熱復(fù)合材料。
實(shí)施例6
本實(shí)施例的尼龍阻燃導(dǎo)熱復(fù)合材料,包括三聚氰胺多聚磷酸鹽阻燃劑修飾過(guò)的氧化鋁小球和氮化硼填料、尼龍66樹(shù)脂和抗氧劑1010,其四者的添加質(zhì)量比例為:
尼龍6樹(shù)脂49.5%;
MPP修飾過(guò)的氮化硼 20%;
MPP修飾過(guò)的氧化鋁 30%;
抗氧劑1010 0.5%。
所述氮化硼粒徑約為6 μm,其與MPP共混球磨,使其表面接枝MPP,得到BN-MPP;所述的氧化鋁小球的直徑約為20 μm,其表面接枝硅烷偶聯(lián)劑KH-560,再鍵合MPP,得到Al 2O 3-KH560-MPP。
所述的尼龍阻燃導(dǎo)熱復(fù)合材料的制備方法,包括以下步驟:
(1)采用硅烷偶聯(lián)劑KH-560對(duì)氧化鋁小球進(jìn)行表面改性接枝處理,然后通過(guò)氨基開(kāi)環(huán)反應(yīng)將MPP鍵合到氧化鋁小球表面,得到表面修飾MPP的Al 2O 3-KH560-MPP;
a. 在氧化鋁小球表面修飾硅烷偶聯(lián)劑KH-560:依次將氧化鋁加入到含有KH-560的乙醇溶液中,水浴反應(yīng)12小時(shí),抽濾得到KH-560改性的氧化鋁小球,用蒸餾水和乙醇反復(fù)洗滌5次,冷凍干燥,得到表面修飾KH-560的氧化鋁小球;
b. 通過(guò)開(kāi)環(huán)反應(yīng)將MPP鍵合到氧化鋁表面:將表面修飾KH-560的氧化鋁加入到含有MPP的有機(jī)溶劑中,浸泡24小時(shí),磁力攪拌,水浴加熱,反應(yīng)36小時(shí)反應(yīng)結(jié)束,抽濾混合溶液,用乙醇洗滌濾渣3-5次,冷凍干燥,得到表面鍵合MPP的氧化鋁小球,即得到Al 2O 3-KH560-MPP;
(2)制備表面修飾MPP的氮化硼:將六方型氮化硼與MPP以相應(yīng)的比例稱(chēng)取,置于球磨罐體中,再加入適量無(wú)水乙醇使二者充分濕潤(rùn),使用氧化鋯小球球磨8小時(shí),反應(yīng)結(jié)束后靜置一段時(shí)間,然后再將球磨料取出抽濾,經(jīng)乙醇和蒸餾水反復(fù)交替洗滌3~5次,冷凍干燥,得到三聚氰胺鹽類(lèi)阻燃劑修飾的氮化硼,即得到BN-MPP;
(3)將步驟(1)和步驟(2)中制備的Al 2O 3-KH560-MPP和BN-MPP、尼龍66樹(shù)脂切片和抗氧劑1010攪拌均勻,得到混合基料;
(4)將步驟(3)中得到的混合基料加入雙螺桿擠出機(jī)中,經(jīng)過(guò)擠出機(jī)熔融共混,擠出造粒得到復(fù)合材料的粒料;
優(yōu)選的,雙螺桿擠出機(jī)的加工溫度為220~280℃,轉(zhuǎn)速設(shè)置為70~100r/min;
(5)將步驟(4)中得到的粒料經(jīng)過(guò)注塑機(jī)注塑成型,制得尼龍-氮化硼-氧化鋁三元阻燃導(dǎo)熱復(fù)合材料。
實(shí)施例7
本實(shí)施例的尼龍阻燃導(dǎo)熱復(fù)合材料,包括三聚氰胺多聚磷酸鹽阻燃劑修飾過(guò)的氧化鋁小球和氮化硼填料、尼龍6和尼龍66的共混料樹(shù)脂和抗氧劑1010,其四者的添加質(zhì)量比例為:
尼龍6和尼龍66樹(shù)脂(任意比例)60%;
MPP修飾過(guò)的氮化硼 19%;
MPP修飾過(guò)的氧化鋁 20%;
抗氧劑1010 1%。
所述氮化硼粒徑約為8 μm,其與MPP共混球磨,使其表面接枝MPP,得到BN-MPP;所述的氧化鋁小球的直徑約為15μm,其表面接枝硅烷偶聯(lián)劑KH-560,再鍵合MPP,得到Al 2O 3-KH560-MPP。
所述的尼龍阻燃導(dǎo)熱復(fù)合材料的制備方法,包括以下步驟:
(1)采用硅烷偶聯(lián)劑KH-560對(duì)氧化鋁小球進(jìn)行表面改性接枝處理,然后通過(guò)氨基開(kāi)環(huán)反應(yīng)將MPP鍵合到氧化鋁小球表面,得到表面修飾MPP的Al 2O 3-KH560-MPP;
a. 在氧化鋁小球表面修飾硅烷偶聯(lián)劑KH-560:依次將氧化鋁加入到含有KH-560的乙醇溶液中,水浴反應(yīng)12小時(shí),抽濾得到KH-560改性的氧化鋁小球,用蒸餾水和乙醇反復(fù)洗滌5次,冷凍干燥,得到表面修飾KH-560的氧化鋁小球;
b. 通過(guò)開(kāi)環(huán)反應(yīng)將MPP鍵合到氧化鋁表面:將表面修飾KH-560的氧化鋁加入到含有MPP的有機(jī)溶劑中,浸泡24小時(shí),磁力攪拌,水浴加熱,反應(yīng)36小時(shí)反應(yīng)結(jié)束,抽濾混合溶液,用乙醇洗滌濾渣3-5次,冷凍干燥,得到表面鍵合MPP的氧化鋁小球,即得到Al 2O 3-KH560-MPP;
(2)制備表面修飾MPP的氮化硼:將六方型氮化硼與MPP以相應(yīng)的比例稱(chēng)取,置于球磨罐體中,再加入適量無(wú)水乙醇使二者充分濕潤(rùn),使用氧化鋯小球球磨8小時(shí),反應(yīng)結(jié)束后靜置一段時(shí)間,然后再將球磨料取出抽濾,經(jīng)乙醇和蒸餾水反復(fù)交替洗滌3~5次,冷凍干燥,得到三聚氰胺鹽類(lèi)阻燃劑修飾的氮化硼,即得到BN-MPP;
(3)將步驟(1)和步驟(2)中制備的Al 2O 3-KH560-MPP和BN-MPP、尼龍6和尼龍66樹(shù)脂共混粒料與抗氧劑1010攪拌均勻,得到混合基料;
(4)將步驟(3)中得到的混合基料加入雙螺桿擠出機(jī)中,經(jīng)過(guò)擠出機(jī)熔融共混,擠出造粒得到復(fù)合材料的粒料;
雙螺桿擠出機(jī)的加工溫度為220~280℃,轉(zhuǎn)速設(shè)置為70~100r/min;
(5)將步驟(4)中得到的粒料經(jīng)過(guò)注塑機(jī)注塑成型,制得尼龍-氮化硼-氧化鋁三元阻燃導(dǎo)熱復(fù)合材料。
實(shí)施例8
本實(shí)施例的尼龍阻燃導(dǎo)熱復(fù)合材料及其制備方法,包括三聚氰胺多聚磷酸鹽阻燃劑修飾過(guò)的氧化鋁小球和氮化硼填料、尼龍66樹(shù)脂和抗氧劑1010,其四者的添加質(zhì)量比例為:
尼龍66樹(shù)脂59.5%;
MPP修飾過(guò)的氮化硼 10%;
MPP修飾過(guò)的氧化鋁 30%;
抗氧劑1010 0.5%。
所述氮化硼粒徑約為10 μm,其與MPP共混球磨,使其表面接枝MPP,得到BN-MPP;所述的氧化鋁小球的直徑約為30 μm,其表面接枝硅烷偶聯(lián)劑KH-560,再鍵合MPP,得到Al 2O 3-KH560-MPP。
所述的尼龍阻燃導(dǎo)熱復(fù)合材料的制備方法,包括以下步驟:
(1)采用硅烷偶聯(lián)劑KH-560對(duì)氧化鋁小球進(jìn)行表面改性接枝處理,然后通過(guò)氨基開(kāi)環(huán)反應(yīng)將MPP鍵合到氧化鋁小球表面,得到表面修飾MPP的Al 2O 3-KH560-MPP;
a. 在氧化鋁小球表面修飾硅烷偶聯(lián)劑KH-560:依次將氧化鋁加入到含有KH-560的乙醇溶液中,水浴反應(yīng)6-12小時(shí),抽濾得到KH-560改性的氧化鋁小球,用蒸餾水和乙醇反復(fù)洗滌5次,冷凍干燥,得到表面修飾KH-560的氧化鋁小球
b. 通過(guò)開(kāi)環(huán)反應(yīng)將MPP鍵合到氧化鋁表面:將表面修飾KH-560的氧化鋁加入到含有MPP的有機(jī)溶劑中,浸泡24小時(shí),磁力攪拌,水浴加熱,反應(yīng)36小時(shí)反應(yīng)結(jié)束,抽濾混合溶液,用乙醇洗滌濾渣3-5次,冷凍干燥,得到表面鍵合MPP的氧化鋁小球,即得到Al 2O 3-KH560-MPP;
(2)制備表面修飾MPP的氮化硼:將六方型氮化硼與MPP以相應(yīng)的比例稱(chēng)取,置于球磨罐體中,再加入適量無(wú)水乙醇使二者充分濕潤(rùn),使用氧化鋯小球球磨8小時(shí),反應(yīng)結(jié)束后靜置一段時(shí)間,然后再將球磨料取出抽濾,經(jīng)乙醇和蒸餾水反復(fù)交替洗滌3~5次,冷凍干燥,得到三聚氰胺鹽類(lèi)阻燃劑修飾的氮化硼,即得到BN-MPP;
(3)將步驟(1)和步驟(2)中制備的Al 2O 3-KH560-MPP、BN-MPP、尼龍66樹(shù)脂粒料和抗氧劑1010攪拌均勻,得到混合基料;
(4)將步驟(3)中得到的混合基料加入雙螺桿擠出機(jī)中,經(jīng)過(guò)擠出機(jī)熔融共混,擠出造粒得到復(fù)合材料的粒料(雙螺桿擠出機(jī)的加工溫度為220~280℃,轉(zhuǎn)速設(shè)置為70~100r/min);
(5)將步驟(4)中得到的粒料經(jīng)過(guò)注塑機(jī)注塑成型,制得尼龍-氮化硼-氧化鋁三元阻燃導(dǎo)熱復(fù)合材料。
實(shí)施例9
本實(shí)施例的尼龍阻燃導(dǎo)熱復(fù)合材料,三聚氰胺多聚磷酸鹽阻燃劑修飾過(guò)的氧化鋁小球和氮化硼填料、尼龍66樹(shù)脂和抗氧劑1010,其四者的添加質(zhì)量比例為:
尼龍6樹(shù)脂50%;
MPP修飾過(guò)的氮化硼 20%;
MPP修飾過(guò)的氧化鋁 30%;
抗氧劑1076 1%。
所述氮化硼粒徑約為1 μm,其與MPP共混球磨,使其表面接枝MPP,得到BN-MPP;所述的氧化鋁小球的直徑約為10 μm,其表面接枝硅烷偶聯(lián)劑KH-560,再鍵合MPP,得到Al 2O 3-KH560-MPP。
所述的尼龍阻燃導(dǎo)熱復(fù)合材料的制備方法,包括以下步驟:
(1)采用硅烷偶聯(lián)劑KH-560對(duì)氧化鋁小球進(jìn)行表面改性接枝處理,然后通過(guò)氨基開(kāi)環(huán)反應(yīng)將MPP鍵合到氧化鋁小球表面,得到表面修飾MPP的Al 2O 3-KH560-MPP;
a. 在氧化鋁小球表面修飾硅烷偶聯(lián)劑KH-560:依次將氧化鋁加入到含有KH-560的乙醇溶液中,水浴反應(yīng)12小時(shí),抽濾得到KH-560改性的氧化鋁小球,用蒸餾水和乙醇反復(fù)洗滌5次,冷凍干燥,得到表面修飾KH-560的氧化鋁小球;
b. 通過(guò)開(kāi)環(huán)反應(yīng)將MPP鍵合到氧化鋁表面:將表面修飾KH-560的氧化鋁加入到含有MPP的有機(jī)溶劑中,浸泡24小時(shí),磁力攪拌,水浴加熱,反應(yīng)36小時(shí)反應(yīng)結(jié)束,抽濾混合溶液,用乙醇洗滌濾渣3-5次,冷凍干燥,得到表面鍵合MPP的氧化鋁小球,即得到Al 2O 3-KH560-MPP;
(2)制備表面修飾MPP的氮化硼:將六方型氮化硼與MPP以相應(yīng)的比例稱(chēng)取,置于球磨罐體中,再加入適量無(wú)水乙醇使二者充分濕潤(rùn),使用氧化鋯小球球磨8小時(shí),反應(yīng)結(jié)束后靜置一段時(shí)間,然后再將球磨料取出抽濾,經(jīng)乙醇和蒸餾水反復(fù)交替洗滌3~5次,冷凍干燥,得到三聚氰胺鹽類(lèi)阻燃劑修飾的氮化硼,即得到BN-MPP;
(3)將步驟(1)和步驟(2)中制備的Al 2O 3-KH560-MPP和BN-MPP、尼龍66樹(shù)脂切片和抗氧劑1076攪拌均勻,得到混合基料;
(4)將步驟(3)中得到的混合基料加入雙螺桿擠出機(jī)中,經(jīng)過(guò)擠出機(jī)熔融共混,擠出造粒得到復(fù)合材料的粒料;優(yōu)選的,雙螺桿擠出機(jī)的加工溫度為220~280℃,轉(zhuǎn)速設(shè)置為70~100r/min;
(5)將步驟(4)中得到的粒料經(jīng)過(guò)注塑機(jī)注塑成型,制得尼龍-氮化硼-氧化鋁三元阻燃導(dǎo)熱復(fù)合材料。
實(shí)施例10
本實(shí)施例的尼龍阻燃導(dǎo)熱復(fù)合材料,原料使用三聚氰胺多聚磷酸鹽(MPP)阻燃劑修飾過(guò)的氧化鋁小球(Al 2O 3)和氮化硼(BN)填料、尼龍6樹(shù)脂和抗氧劑1076,其四者的添加質(zhì)量比例為:
尼龍6樹(shù)脂69.5%;
MPP修飾過(guò)的氮化硼10%;
MPP修飾過(guò)的氧化鋁20%;
抗氧劑1076 0.5%。
所述氮化硼粒徑約為10 μm,其與MPP共混球磨,使其表面接枝MPP,得到BN-MPP;所述的氧化鋁小球的直徑約為10 μm,其表面接枝硅烷偶聯(lián)劑KH-560,再鍵合MPP,得到Al 2O 3-KH560-MPP。
所述的尼龍阻燃導(dǎo)熱復(fù)合材料的制備方法,包括以下步驟:
(1)采用硅烷偶聯(lián)劑KH-560對(duì)氧化鋁小球進(jìn)行表面改性接枝處理,然后通過(guò)氨基開(kāi)環(huán)反應(yīng)將MPP鍵合到氧化鋁小球表面,得到表面修飾MPP的Al 2O 3-KH560-MPP;
a. 在氧化鋁小球表面修飾硅烷偶聯(lián)劑KH-560:依次將氧化鋁加入到含有KH-560的乙醇溶液中,水浴反應(yīng)12小時(shí),抽濾得到KH-560改性的氧化鋁小球,用蒸餾水和乙醇反復(fù)洗滌5次,冷凍干燥,得到表面修飾KH-560的氧化鋁小球;
b. 通過(guò)開(kāi)環(huán)反應(yīng)將MPP鍵合到氧化鋁表面:將表面修飾KH-560的氧化鋁加入到含有MPP的有機(jī)溶劑中,浸泡24小時(shí),磁力攪拌,水浴加熱,反應(yīng)36小時(shí)反應(yīng)結(jié)束,抽濾混合溶液,用乙醇洗滌濾渣3-5次,冷凍干燥,得到表面鍵合MPP的氧化鋁小球,即得到Al 2O 3-KH560-MPP;
(2)制備表面修飾MPP的氮化硼:將六方型氮化硼與MPP以相應(yīng)的比例稱(chēng)取,置于球磨罐體中,再加入適量無(wú)水乙醇使二者充分濕潤(rùn),使用氧化鋯小球球磨8小時(shí),反應(yīng)結(jié)束后靜置一段時(shí)間,然后再將球磨料取出抽濾,經(jīng)乙醇和蒸餾水反復(fù)交替洗滌3~5次,冷凍干燥,得到三聚氰胺鹽類(lèi)阻燃劑修飾的氮化硼,即得到BN-MPP;
(3)將步驟(1)和步驟(2)中制備的Al 2O 3-KH560-MPP和BN-MPP、尼龍6樹(shù)脂切片和抗氧劑1076攪拌均勻,得到混合基料;
(4)將步驟(3)中得到的混合基料加入雙螺桿擠出機(jī)中,經(jīng)過(guò)擠出機(jī)熔融共混,擠出造粒得到復(fù)合材料的粒料,雙螺桿擠出機(jī)的加工溫度為220~280℃,轉(zhuǎn)速設(shè)置為70~100r/min;
(5)將步驟(4)中得到的粒料經(jīng)過(guò)注塑機(jī)注塑成型,制得尼龍-氮化硼-氧化鋁三元阻燃導(dǎo)熱復(fù)合材料。
實(shí)施例11
本實(shí)施例的尼龍阻燃導(dǎo)熱復(fù)合材料,包括三聚氰胺多聚磷酸鹽阻燃劑修飾過(guò)的氧化鋁小球和氮化硼填料、尼龍6樹(shù)脂和抗氧劑1098,其四者的添加質(zhì)量比例為:
尼龍6樹(shù)脂59%;
MPP修飾過(guò)的氮化硼 10%;
MPP修飾過(guò)的氧化鋁 30%;
抗氧劑1098 1%。
所述氮化硼粒徑約為3 μm,其與MPP共混球磨,使其表面接枝MPP,得到BN-MPP;所述的氧化鋁小球的直徑約為10 μm,其表面接枝硅烷偶聯(lián)劑KH-560,再鍵合MPP,得到Al 2O 3-KH560-MPP。
所述的尼龍阻燃導(dǎo)熱復(fù)合材料的制備方法,包括以下步驟:
(1)采用硅烷偶聯(lián)劑KH-560對(duì)氧化鋁小球進(jìn)行表面改性接枝處理,然后通過(guò)氨基開(kāi)環(huán)反應(yīng)將MPP鍵合到氧化鋁小球表面,得到表面修飾MPP的Al 2O 3-KH560-MPP;
a. 在氧化鋁小球表面修飾硅烷偶聯(lián)劑KH-560:依次將氧化鋁加入到含有KH-560的乙醇溶液中,水浴反應(yīng)6-12小時(shí),抽濾得到KH-560改性的氧化鋁小球,用蒸餾水和乙醇反復(fù)洗滌5次,冷凍干燥,得到表面修飾KH-560的氧化鋁小球;
b. 通過(guò)開(kāi)環(huán)反應(yīng)將MPP鍵合到氧化鋁表面:將表面修飾KH-560的氧化鋁加入到含有MPP的有機(jī)溶劑中,浸泡24小時(shí),磁力攪拌,水浴加熱,反應(yīng)36小時(shí)反應(yīng)結(jié)束,抽濾混合溶液,用乙醇洗滌濾渣3-5次,冷凍干燥,得到表面鍵合MPP的氧化鋁小球,即得到Al 2O 3-KH560-MPP;
(2)制備表面修飾MPP的氮化硼:將六方型氮化硼與MPP以相應(yīng)的比例稱(chēng)取,置于球磨罐體中,再加入適量無(wú)水乙醇使二者充分濕潤(rùn),使用氧化鋯小球球磨8小時(shí),反應(yīng)結(jié)束后靜置一段時(shí)間,然后再將球磨料取出抽濾,經(jīng)乙醇和蒸餾水反復(fù)交替洗滌3~5次,冷凍干燥,得到三聚氰胺鹽類(lèi)阻燃劑修飾的氮化硼,即得到BN-MPP;
(3)將步驟(1)和步驟(2)中制備的Al 2O 3-KH560-MPP和BN-MPP、尼龍6樹(shù)脂切片和抗氧劑1098攪拌均勻,得到混合基料;
(4)將步驟(3)中得到的混合基料加入雙螺桿擠出機(jī)中,經(jīng)過(guò)擠出機(jī)熔融共混,擠出造粒得到復(fù)合材料的粒料;
雙螺桿擠出機(jī)的加工溫度為220~280℃,轉(zhuǎn)速設(shè)置為70~100r/min;
(5)將步驟(4)中得到的粒料經(jīng)過(guò)注塑機(jī)注塑成型,制得尼龍-氮化硼-氧化鋁三元阻燃導(dǎo)熱復(fù)合材料。
實(shí)施例12
本實(shí)施例的尼龍阻燃導(dǎo)熱復(fù)合材料,包括三聚氰胺多聚磷酸鹽阻燃劑修飾過(guò)的氧化鋁小球和氮化硼填料、尼龍66樹(shù)脂和抗氧劑1010與抗氧劑1098,其四者的添加質(zhì)量比例為:
尼龍6樹(shù)脂 49%;
MPP修飾過(guò)的氮化硼 20%;
MPP修飾過(guò)的氧化鋁 30%;
抗氧劑1010與抗氧劑1098(任意質(zhì)量比)1%。
所述氮化硼粒徑約為2 μm,其與MPP共混球磨,使其表面接枝MPP,得到BN-MPP;所述的氧化鋁小球的直徑約為10 μm,其表面接枝硅烷偶聯(lián)劑KH-560,再鍵合MPP,得到Al 2O 3-KH560-MPP。
所述的尼龍阻燃導(dǎo)熱復(fù)合材料的制備方法,包括以下步驟:
(1)采用硅烷偶聯(lián)劑KH-560對(duì)氧化鋁小球進(jìn)行表面改性接枝處理,然后通過(guò)氨基開(kāi)環(huán)反應(yīng)將MPP鍵合到氧化鋁小球表面,得到表面修飾MPP的Al 2O 3-KH560-MPP;
a. 在氧化鋁小球表面修飾硅烷偶聯(lián)劑KH-560:依次將氧化鋁加入到含有KH-560的乙醇溶液中,水浴反應(yīng)6-12小時(shí),抽濾得到KH-560改性的氧化鋁小球,用蒸餾水和乙醇反復(fù)洗滌5次,冷凍干燥,得到表面修飾KH-560的氧化鋁小球;
b. 通過(guò)開(kāi)環(huán)反應(yīng)將MPP鍵合到氧化鋁表面:將表面修飾KH-560的氧化鋁加入到含有MPP的有機(jī)溶劑中,浸泡24小時(shí),磁力攪拌,水浴加熱,反應(yīng)36小時(shí)反應(yīng)結(jié)束,抽濾混合溶液,用乙醇洗滌濾渣3-5次,冷凍干燥,得到表面鍵合MPP的氧化鋁小球,即得到Al 2O 3-KH560-MPP;
(2)制備表面修飾MPP的氮化硼:將六方型氮化硼與MPP以相應(yīng)的比例稱(chēng)取,置于球磨罐體中,再加入適量無(wú)水乙醇使二者充分濕潤(rùn),使用氧化鋯小球球磨8小時(shí),反應(yīng)結(jié)束后靜置一段時(shí)間,然后再將球磨料取出抽濾,經(jīng)乙醇和蒸餾水反復(fù)交替洗滌3~5次,冷凍干燥,得到三聚氰胺鹽類(lèi)阻燃劑修飾的氮化硼,即得到BN-MPP;
(3)將步驟(1)和步驟(2)中制備的Al 2O 3-KH560-MPP和BN-MPP、尼龍66樹(shù)脂切片和抗氧劑1010與抗氧劑1098(任意質(zhì)量比)攪拌均勻,得到混合基料;
(4)將步驟(3)中得到的混合基料加入雙螺桿擠出機(jī)中,經(jīng)過(guò)擠出機(jī)熔融共混,擠出造粒得到復(fù)合材料的粒料;雙螺桿擠出機(jī)的加工溫度為220~280℃,轉(zhuǎn)速設(shè)置為70~100r/min;
(5)將步驟(4)中得到的粒料經(jīng)過(guò)注塑機(jī)注塑成型,制得尼龍-氮化硼-氧化鋁三元阻燃導(dǎo)熱復(fù)合材料。
實(shí)施例13
本實(shí)施例的尼龍阻燃導(dǎo)熱復(fù)合材料,使用三聚氰胺尿酸鹽(MCA)阻燃劑修飾過(guò)的氧化鋁小球(Al 2O 3)和氮化硼(BN)填料、尼龍6樹(shù)脂和抗氧劑1010,其四者的添加質(zhì)量比例為:
尼龍6樹(shù)脂 69%;
MCA修飾過(guò)的氮化硼10%;
MCA修飾過(guò)的氧化鋁20%;
抗氧劑1010 1%。
所述氮化硼粒徑約為8μm,其與MCA共混球磨,使其表面接枝MCA,得到BN-MCA;所述的氧化鋁小球的直徑約為10 μm,其表面接枝硅烷偶聯(lián)劑KH-560,再鍵合MCA,得到Al 2O 3-KH560-MCA。
所述的尼龍阻燃導(dǎo)熱復(fù)合材料的制備方法,包括以下步驟:
(1)采用硅烷偶聯(lián)劑KH-560對(duì)氧化鋁小球進(jìn)行表面改性接枝處理,然后通過(guò)氨基開(kāi)環(huán)反應(yīng)將MCA鍵合到氧化鋁小球表面,得到表面修飾MCA的Al 2O 3-KH560-MCA;
a. 在氧化鋁小球表面修飾硅烷偶聯(lián)劑KH-560:依次將氧化鋁加入到含有KH-560的乙醇溶液中,水浴反應(yīng)6-12小時(shí),抽濾得到KH-560改性的氧化鋁小球,用蒸餾水和乙醇反復(fù)洗滌5次,冷凍干燥,得到表面修飾KH-560的氧化鋁小球;
b. 通過(guò)開(kāi)環(huán)反應(yīng)將MCA鍵合到氧化鋁表面:將表面修飾KH-560的氧化鋁加入到含有MCA的有機(jī)溶劑中,浸泡24小時(shí),磁力攪拌,水浴加熱,反應(yīng)24小時(shí)反應(yīng)結(jié)束,抽濾混合溶液,用乙醇洗滌濾渣3-5次,冷凍干燥,得到表面鍵合MCA的氧化鋁小球,即得到Al 2O 3-KH560-MCA;
(2)制備表面修飾MCA的氮化硼:將六方型氮化硼與MCA以相應(yīng)的比例稱(chēng)取,置于球磨罐體中,再加入適量無(wú)水乙醇使二者充分濕潤(rùn),使用氧化鋯小球球磨8小時(shí),反應(yīng)結(jié)束后靜置一段時(shí)間,然后再將球磨料取出抽濾,經(jīng)乙醇和蒸餾水反復(fù)交替洗滌3~5次,冷凍干燥,得到三聚氰胺鹽類(lèi)阻燃劑修飾的氮化硼,即得到BN-MCA;
(3)將步驟(1)和步驟(2)中制備的Al 2O 3-KH560-MCA和BN-MCA、尼龍6樹(shù)脂切片和抗氧劑1010攪拌均勻,得到混合基料;
(4)將步驟(3)中得到的混合基料加入雙螺桿擠出機(jī)中,經(jīng)過(guò)擠出機(jī)熔融共混,擠出造粒得到復(fù)合材料的粒料;雙螺桿擠出機(jī)的加工溫度為220~280℃,轉(zhuǎn)速設(shè)置為70~100r/min;
(5)將步驟(4)中得到的粒料經(jīng)過(guò)注塑機(jī)注塑成型,制得尼龍-氮化硼-氧化鋁三元阻燃導(dǎo)熱復(fù)合材料。
實(shí)施例14
本實(shí)施例的尼龍阻燃導(dǎo)熱復(fù)合材料,使用原料包括三聚氰胺硫酸鹽(MelamineSulfate,MS)阻燃劑修飾過(guò)的氧化鋁小球和氮化硼填料、尼龍6樹(shù)脂和抗氧劑1010,其四者的添加質(zhì)量比例為:
尼龍6樹(shù)脂59%;
MS修飾過(guò)的氮化硼 10%;
MS修飾過(guò)的氧化鋁 30%;
抗氧劑1010 1%。
所述氮化硼粒徑約為2 μm,其與MS共混球磨,使其表面接枝MPP,得到BN-MS;所述的氧化鋁小球的直徑約為10 μm,其表面接枝硅烷偶聯(lián)劑KH-560,再鍵合MPP,得到Al 2O 3-KH560-MS。
所述的尼龍阻燃導(dǎo)熱復(fù)合材料的制備方法,包括以下步驟:
(1)采用硅烷偶聯(lián)劑KH-560對(duì)氧化鋁小球進(jìn)行表面改性接枝處理,然后通過(guò)氨基開(kāi)環(huán)反應(yīng)將MS鍵合到氧化鋁小球表面,得到表面修飾MS的Al 2O 3-KH560-MS;
a. 在氧化鋁小球表面修飾硅烷偶聯(lián)劑KH-560:依次將氧化鋁加入到含有KH-560的乙醇溶液中,水浴反應(yīng)6-12小時(shí),抽濾得到KH-560改性的氧化鋁小球,用蒸餾水和乙醇反復(fù)洗滌5次,冷凍干燥,得到表面修飾KH-560的氧化鋁小球;
b. 通過(guò)開(kāi)環(huán)反應(yīng)將MS鍵合到氧化鋁表面:將表面修飾KH-560的氧化鋁加入到含有MS的有機(jī)溶劑中,浸泡24小時(shí),磁力攪拌,水浴加熱,反應(yīng)36小時(shí)反應(yīng)結(jié)束,抽濾混合溶液,用乙醇洗滌濾渣3-5次,冷凍干燥,得到表面鍵合MPP的氧化鋁小球,即得到Al 2O 3-KH560-MS;
(2)制備表面修飾MS的氮化硼:將六方型氮化硼與MS以相應(yīng)的比例稱(chēng)取,置于球磨罐體中,再加入適量無(wú)水乙醇使二者充分濕潤(rùn),使用氧化鋯小球球磨8小時(shí),反應(yīng)結(jié)束后靜置一段時(shí)間,然后再將球磨料取出抽濾,經(jīng)乙醇和蒸餾水反復(fù)交替洗滌3~5次,冷凍干燥,得到三聚氰胺鹽類(lèi)阻燃劑修飾的氮化硼,即得到BN-MS;
(3)將步驟(1)和步驟(2)中制備的Al 2O 3-KH560-MS和BN-MS、尼龍6樹(shù)脂切片和抗氧劑1010攪拌均勻,得到混合基料;
(4)將步驟(3)中得到的混合基料加入雙螺桿擠出機(jī)中,經(jīng)過(guò)擠出機(jī)熔融共混,擠出造粒得到復(fù)合材料的粒料;
雙螺桿擠出機(jī)的加工溫度為220~280℃,轉(zhuǎn)速設(shè)置為70~100r/min;
(5)將步驟(4)中得到的粒料經(jīng)過(guò)注塑機(jī)注塑成型,制得尼龍-氮化硼-氧化鋁三元阻燃導(dǎo)熱復(fù)合材料。
實(shí)施例15
本實(shí)施例的尼龍阻燃導(dǎo)熱復(fù)合材料及其制備方法,包括三聚氰胺多聚磷酸鹽阻燃劑修飾過(guò)的氧化鋁小球和氮化硼填料、尼龍66樹(shù)脂和抗氧劑1010,其四者的添加質(zhì)量比例為:
尼龍66樹(shù)脂 49%;
MPP修飾過(guò)的氮化硼 20%;
MPP修飾過(guò)的氧化鋁 30%;
抗氧劑1010 1%。
所述氮化硼粒徑約為2 μm,其與MPP共混球磨,使其表面接枝MPP,得到BN-MPP;所述的氧化鋁小球的直徑約為10 μm,其表面接枝硅烷偶聯(lián)劑KH-560,再鍵合MPP,得到Al 2O 3-KH560-MPP。
所述的尼龍阻燃導(dǎo)熱復(fù)合材料的制備方法,包括以下步驟:
(1)采用硅烷偶聯(lián)劑KH-560對(duì)氧化鋁小球進(jìn)行表面改性接枝處理,然后通過(guò)氨基開(kāi)環(huán)反應(yīng)將MPP鍵合到氧化鋁小球表面,得到表面修飾MPP的Al 2O 3-KH560-MPP;
a. 在氧化鋁小球表面修飾硅烷偶聯(lián)劑KH-560:依次將氧化鋁加入到含有KH-560的乙醇溶液中,水浴反應(yīng)12小時(shí),抽濾得到KH-560改性的氧化鋁小球,用蒸餾水和乙醇反復(fù)洗滌5次,冷凍干燥,得到表面修飾KH-560的氧化鋁小球;
b. 通過(guò)開(kāi)環(huán)反應(yīng)將MPP鍵合到氧化鋁表面:將表面修飾KH-560的氧化鋁加入到含有MPP的有機(jī)溶劑中,浸泡24小時(shí),磁力攪拌,水浴加熱,反應(yīng)36小時(shí)反應(yīng)結(jié)束,抽濾混合溶液,用乙醇洗滌濾渣3-5次,冷凍干燥,得到表面鍵合MPP的氧化鋁小球,即得到Al 2O 3-KH560-MPP;
(2)制備表面修飾MPP的氮化硼:將六方型氮化硼與MPP以相應(yīng)的比例稱(chēng)取,置于球磨罐體中,再加入適量無(wú)水乙醇使二者充分濕潤(rùn),使用氧化鋯小球球磨8小時(shí),反應(yīng)結(jié)束后靜置一段時(shí)間,然后再將球磨料取出抽濾,經(jīng)乙醇和蒸餾水反復(fù)交替洗滌3~5次,冷凍干燥,得到三聚氰胺鹽類(lèi)阻燃劑修飾的氮化硼,即得到BN-MPP;
(3)將步驟(1)和步驟(2)中制備的Al 2O 3-KH560-MPP和BN-MPP、尼龍66樹(shù)脂切片和抗氧劑1010攪拌均勻,得到混合基料;
(4)將步驟(3)中得到的混合基料加入雙螺桿擠出機(jī)中,經(jīng)過(guò)擠出機(jī)熔融共混,擠出造粒得到復(fù)合材料的粒料;
雙螺桿擠出機(jī)的加工溫度為220~280℃,轉(zhuǎn)速設(shè)置為70~100r/min;
(5)將步驟(4)中得到的粒料經(jīng)過(guò)注塑機(jī)注塑成型,制得尼龍-氮化硼-氧化鋁三元阻燃導(dǎo)熱復(fù)合材料。
將實(shí)施例1至實(shí)施例15中制得的尼龍/碳納米管阻燃導(dǎo)熱復(fù)合材料,采用GB/T2408-2008標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試阻燃性能,阻燃等級(jí)結(jié)果皆在V-2等級(jí)以上,當(dāng)改性氮化硼和氧化鋁小球的添加量之和超過(guò)15%之后,復(fù)合材料的阻燃均達(dá)到V-1級(jí)別;采用ASTM D 2863-97標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試復(fù)合材料的極限氧指數(shù);采用ASTM C 1113-90標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試復(fù)合材料的導(dǎo)熱性能。如下表1所示為實(shí)施例1、實(shí)施例2和實(shí)施例3涉及的尼龍阻燃導(dǎo)熱復(fù)合材料的阻燃和導(dǎo)熱性能。
表1 :實(shí)施例1-3中的阻燃導(dǎo)熱復(fù)合材料與純尼龍6樹(shù)脂性能對(duì)比數(shù)據(jù)
在實(shí)施例1中,BN (10%)和Al 2O 3(20%)的總添加量為30%,復(fù)合材料的極限氧指數(shù)達(dá)到37.5%,UL-94阻燃測(cè)試達(dá)到V-0級(jí)別,導(dǎo)熱系數(shù)達(dá)到了0.751 W/m·K -1,與純尼龍6相比,導(dǎo)熱系數(shù)提高了近4倍。在實(shí)施例2和實(shí)施例3中,隨著填料含量的增加,復(fù)合材料的導(dǎo)熱系數(shù)和阻燃性能均在提高,導(dǎo)熱系數(shù)最高達(dá)到1.127W/m·K -1,極限氧指數(shù)則提高到43.7%;這些測(cè)試結(jié)果都證明了復(fù)合材料設(shè)計(jì)方案是的合理且正確的,并且通過(guò)化學(xué)反應(yīng)將阻燃劑鍵合到導(dǎo)熱顆粒表面的策略是正確的。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已,并不用以限制本發(fā)明,凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等,均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
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