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专利号: 2021103593672
申请人: 浙江工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 有机高分子化合物;其制备或化学加工;以其为基料的组合物
更新日期:2023-12-11
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种高强度高导热尼龙复合材料,其特征在于,由如下重量份的原料组成:尼龙树脂100份、碳纤维5~30份、导热填料10~30份、分散剂0.1~5份、抗氧剂0.1~5份;

所述尼龙树脂由5~30%石墨烯尼龙母粒和70~95%纯尼龙树脂构成;所述石墨烯尼龙母粒由己内酰胺通过单体浇筑尼龙聚合法制备得到,石墨烯含量为1~5%;所述纯尼龙树脂选自PA6、PA66、PA46、PA1010中的一种或几种;所述石墨烯包括单层石墨烯或者多层石墨烯,多层石墨烯层数少于10;

所述碳纤维表面接枝有碳纳米管。

2.如权利要求1所述高强度高导热尼龙复合材料,其特征在于,所述导热填料选自纳米氧化铝、氮化铝、氮化硼、碳化硅、鳞片石墨、石墨粉、鳞片状高导热碳粉、纤维状高导热碳粉、石墨烯、碳纳米管中的一种或两种以上任意比例的混合物。

3.如权利要求1所述高强度高导热尼龙复合材料,其特征在于,所述分散剂选自硅酮粉、TAF‑A、EBS、硬脂酸锌中的一种或两种以上任意比例的混合物。

4.如权利要求1所述高强度高导热尼龙复合材料,其特征在于,所述抗氧剂为1098[N,N'‑双‑(3‑(3,5‑二叔丁基‑4‑羟基苯基)丙酰基)己二胺]、626[双(2,4‑二叔丁基苯酚)季戊四醇二亚磷酸酯]中的一种或两种的混合物。

5.如权利要求1所述高强度高导热尼龙复合材料,其特征在于,所述石墨烯尼龙母粒按如下方法制得:

(1)将石墨烯溶解在己内酰胺单体熔体中,在80~100℃下机械搅拌30~60min,配置成石墨烯浓度1~5%的己内酰胺/石墨烯悬浮液;

(2)将己内酰胺/石墨烯悬浮液于130~150℃下真空除水1h,然后加入引发剂氢氧化钠和活化剂甲苯二异氰酸酯,混匀后倒入160~180℃模具中聚合30min,得到石墨烯/MCPA6树脂;

(3)将所得石墨烯/MCPA6树脂粉碎,得到石墨烯尼龙母粒。

6.如权利要求1所述高强度高导热尼龙复合材料,其特征在于,所述碳纤维表面接枝碳纳米管的方法为:

(1)用丙酮清洗碳纤维,除去表面杂质,将碳纤维与浓硝酸混合,在80℃下氧化4h,去离子水洗涤至中性,烘干,得到表面带有羧基的碳纤维;

(2)将表面带有羧基的碳纤维添加到含有3%KH550的乙醇溶液中,60℃下反应5h,然后用乙醇洗涤,烘干,得到接枝KH550的碳纤维;

(3)将KH560在乙醇中水解得到KH560水解液,50℃下,将所得KH560水解液滴加到羟基化的碳纳米管水溶液中,反应5h,烘干,得到接枝KH560的碳纳米管;其中,碳纳米管与KH560的重量比为10:1;

(4)将接枝KH550的碳纤维添加到含有5%接枝KH560碳纳米管的甲苯溶液中,90℃下搅拌5h,之后用乙醇洗涤并干燥,得到表面接枝碳纳米管的碳纤维。

7.如权利要求1所述高强度高导热尼龙复合材料的制备方法,其特征在于,所述制备方法为:

将尼龙树脂、碳纤维、导热填料、分散剂、抗氧剂于85℃真空烘干12h,然后按照配方加入双螺杆挤出机,经过挤出共混、切粒、注塑,得到高强度高导热尼龙复合材料;

双螺杆挤出机温度范围在260~280℃。