[发明专利]一种二硼化钛-碳纳米管-聚氨酯导电导热胶的制备方法及产品

说明书

本发明涉及二硼化钛‑碳纳米管‑聚氨酯导电导热胶的制备方法及产品。方法包括：步骤一、制备聚氨酯溶液，具体为：取适配量聚氨酯，加入体积比为1:1的丙酮与DMF或DMF与乙醇的混合溶剂中充分溶解，得到质量分数为10‑20wt.％的聚氨酯溶液；步骤二、制备二硼化钛粉体与碳纳米管粉体混合填料，具体为：将二硼化钛粉体与碳纳米管粉体按质量分数为100:0.1‑50:50混合，之后将混合粉体分散于混合溶剂中，得混合填料；步骤三、将填料分散于聚氨酯溶液中，得导电导热胶；其中，导电导热胶中：填料与聚氨酯的质量比为0.1:100‑100:100。优点：制备方法简单、操作便利、效率高、成本低，制备的导电导热胶具有高粘结强度，还具有优良的导电和导热性能，在电子封装领域具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及复合材料制备领域技术，特别涉及一种二硼化钛-碳纳米管-聚氨酯导电导热胶的制备方法及产品。

背景技术

高分子基导电胶在电子元器件的粘结或电池电极的粘结方面发挥出巨大的作用，但是由于要求电子产品的微型化、便携化和集成化，电子产品的散热功能需要加强。因此，导电胶需要具有更强的导热性能，同时具有更好的力学性能。目前，传统的导电填料在高分子胶黏剂基体中的添加，为了得到高的导热性，需要提高其填料的含量，带来的问题是胶黏剂整体力学性能的劣化。碳纳米管、石墨烯等新出现的高导热高导电填料为导电导热胶的发展提供了更大的发展空间。但是，碳纳米材料的制备和加工困难及价格高等因素严重制约了其完全替代传统填料的可能。

石墨烯和碳纳米管通过一定比例的共混填充到基体中，提高复合材料的各种物理性能。石墨烯为二维材料，碳纳米管为一维材料，这两种不同维度的填料在基体中有序连接，形成有效的空间网络通路，能有序传递热流或者电流。因此，通过多重维度填料的级配，填充到基体，一方面构建复合材料的空间导电或导热网络结构，形成有效的导热或导电网络，从而提高复合材料的导热性能或导电性能。另一方面，多维度的空间连接，有效的降低了逾渗值，即在大幅度提高复合材料性能的同时，降低了填料的含量，有利于降低成本及改善复合材料的加工性能。

二硼化钛(TiB₂)是硼和钛最稳定的化合物，以共价键形式结合，属六方晶系的准金属化合物。晶体结构中的硼原子面和钛原子面交替出现构成二维网状结构，其中的B与另外3个B以共价键相结合，多余的一个电子形成大π键。这种类似于石墨的硼原子层状结构和Ti外层电子决定了TiB₂具有良好的导电性和导热性。此外，TiB₂还具有熔点高、密度低、硬度高，断裂韧性高、高温力学性能好，化学性能稳定，抗氧化性能好，热膨胀系数小等性能优点，是潜在的导电填料材料。目前，有少量的研究报道，将二硼化钛填充到高分子基体中，增强高分子基体的导热或导电性能，显示出二硼化钛作为导热导电填料的优越性。但是，如何将二硼化钛的性能发挥到最大，还需要做进一步研究和开发。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种二硼化钛-碳纳米管-聚氨酯导电导热胶的制备方法及产品，有效的克服了现有技术的缺陷。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

提供一种二硼化钛-碳纳米管-聚氨酯导电导热胶的制备方法，包括以下步骤：

步骤一、制备聚氨酯溶液，具体为：取适配量的聚氨酯，加入到体积比为1:1的丙酮与DMF或DMF与乙醇的混合溶剂中，在80℃条件下加热1h后，放置24h使聚氨酯充分溶解，得到质量分数为10-20wt.％的聚氨酯溶液；

步骤二、制备二硼化钛粉体与碳纳米管粉体混合填料，具体为：将二硼化钛粉体与碳纳米管粉体按质量分数为100:0.1-50:50混合，之后将混合粉体分散于体积比为1:1的丙酮与DMF或DMF与乙醇的混合溶剂中，得到混合填料；

步骤三、将步骤二得到的填料分散于步骤一得到的聚氨酯溶液中，得到导电导热胶；

其中，得到的导电导热胶中：填料与聚氨酯的质量比为0.1:100-100:100。