一种高强度高导热尼龙复合材料及其制备方法
成果类型:: 发明专利
发布时间: 2024-07-18 08:46:08
本发明提供了一种高强度高导热尼龙复合材料及其制备方法,所述尼龙复合材料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;所述碳纤维表面接枝有碳纳米管;本发明通过将高导热填料如石墨烯、碳纳米管预处理后再进行熔融共混,使填料良好分散并在低含量下即可构建导热通路,从而显著提高复合材料的导热性能,并且通过在基体中加入碳纤维,提高了材料的整体力学性能,改善了尺寸稳定性,同时降低了尼龙的吸水率。
针对现有技术中存在的不足,本发明提供了一种高强度高导热尼龙复合材料及其制备方法。本发明通过将高导热填料如石墨烯、碳纳米管预处理后再进行熔融共混,使填料良好分散并在低含量下即可构建导热通路,从而显著提高复合材料的导热性能。并且,通过在基体中加入碳纤维,提高了材料的整体力学性能,改善了尺寸稳定性,同时降低了尼龙的吸水率。本发明通过多尺寸的填料协同作用,形成完善的导热通路,具有较高的导热性能和优异的力学性能。
电子设备:高强度高导热尼龙复合材料可以用于制造电子设备的外壳和零部件,如手机、电脑、服务器等。它们可以提高设备的散热性能,减少因过热造成的损坏和故障。
汽车工业:高强度高导热尼龙复合材料可以用于制造汽车零部件,如发动机罩、水箱、散热器等。它们可以提高汽车的散热性能和耐久性,同时减轻车身重量,提高燃油效率。
航空航天工业:高强度高导热尼龙复合材料可以用于制造航空航天零部件,如飞机机翼、机身、发动机罩等。它们可以提高飞行器的热稳定性和力学性能,同时减轻机身重量,提高飞行效率。
体育用品:高强度高导热尼龙复合材料可以用于制造体育用品,如滑雪板、滑雪杖、网球拍等。它们可以提供更好的强度和稳定性,同时提高使用者的舒适度。
建筑行业:高强度高导热尼龙复合材料可以用于制造建筑材料,如门窗、地板、墙壁等。它们可以提高建筑的热稳定性和力学性能,同时提供更好的装饰效果。
总之,高强度高导热尼龙复合材料具有广泛的应用前景。随着技术的不断进步和市场的发展,我们可以期待它们在更多领域得到更广泛的应用。
浙江工业大学是东部沿海地区第一所省部共建高校、首批国家“高等学校创新能力提升计划”(2011计划)协同创新中心牵头高校和浙江省首批重点建设高校,坐落于中国历史文化名城、风景旅游胜地杭州。学校坚持立德树人根本任务,以拔尖创新人才为引领、高级应用型人才为主体、复合型人才为特色,大力培养德智体美劳全面发展,富有家国情怀、国际视野、创新精神和实践能力的行业精英和领军人才。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
1、石墨烯具有优异的导热性能,但由于粒度过小易导致团聚,在原位聚合尼龙母粒时利用机械搅拌的作用使石墨烯均匀分散,并且随着分子链的增加将其原位固定,再通过熔融共混使其均匀分散在基体中,在低含量下提高基体的整体导热率。本发明将石墨烯尼龙6母粒与尼龙进行复配作为基体材料,改善石墨烯在基体中的分散性,作为高导热的纳米级材料与其他的常规导热填料构建了良好的导热通路,可于较低含量下使复材导热率显著提升。
2、将碳纳米管负载在碳纤维上,构成三维的导热网络同时也避免了团聚,降低界面热阻。本发明所得复合材料中多种碳材料协同作用并良好分散,可以在低填料含量下进一步提高材料的导热性能,并改善力学性能。本发明对碳纤维进行表面改性,用碳纳米管包覆碳纤维,使得碳纳米管在基体材料中分散均匀,碳纤维和碳纳米管与尼龙基体之间的界面相互作用力强,有利于热在界面处的传导,减小界面热阻,同时也有利于应力在界面处的传递,提高了复合材料的力学性能与热稳定性。
3、本发明使用多种尺寸的碳材料以及常规导热填料进行复配,构建了完善的导热通路,降低了填料含量并保证了良好的力学性能以及导热性能,大幅度降低生产成本,可大规模工业化生产。
技术转让,许可,合作所需资金需双方协商,此项技术想尽快落地,希望具备此项技术研发的技术方,能够尽快承接此项目。