[发明专利]一种聚氨酯基石墨取向型导热界面材料

说明书

本发明属于导热材料技术领域，具体涉及一种聚氨酯基石墨取向型导热界面材料及其制备方法。本发明公开了一种聚氨酯基石墨取向型导热界面材料，按重量份计，其制备原料包括：聚醚二元醇15‑25份、二异氰酸酯8‑12份、扩链剂1‑4份、导热填料52‑60份、石墨22‑30份，硅烷偶联剂0.1‑0.4份。

技术领域

本发明属于导热材料技术领域，具体涉及一种聚氨酯基石墨取向型导热界面材料及其制备方法。

背景技术

随着科技的飞速发展，聚合物材料被更多的运用在了重型机械、大功率电器和电子产品等方面。在这些领域内运用的产品往往会承受很多的热量，如果产生的热量不能及时的导出，让聚合物承受这些热量，会降低聚合物材料的使用性能，缩短其使用寿命，甚至会造成火灾等安全事故。

聚氨酯材料因其在结构和性能上的多方面的优势，研发导热型的聚氨酯材料目前已成为高分子材料领域的研究热点之一。CN105237723将氧化石墨烯分散在聚氨酯预聚体中制备聚四氢呋喃型聚氨酯材料，具有高强、耐磨、导热性优良等特点，并大幅度提高了合成的聚氨酯材料的导热性，然而通过物理分散氧化石墨烯的方法会降低反应体系的稳定性。CN102627937通过采用改性导热填料和聚醚型聚氨酯预聚体之间发生化学反应，从而使导热填料在聚氨酯分子中形成很好化学键链接，达到稳定的导热效果，同时成本低。然而，该发明使用的导热填料对导热性能提升幅度远达不到石墨烯的提升效果。

对于导热界面材料，人们主要关注其垂直于平面方向(轴向)的导热性能。但是对于片层状的填料的导热性能其平面内(径向)热导率与垂直平面方向(轴向)热导率相差悬殊，如果能实现片层状填料在基体中的沿轴向排布则可以使此类填料的高导热特性得到更充分发挥，从而达到显著提升复合材料导热性能的目的。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明公开了一种聚氨酯基石墨取向型导热界面材料，按重量份计，其制备原料包括：聚醚二元醇15-25份、二异氰酸酯8-12份、扩链剂1-4份、导热填料52-60份、石墨22-30份，硅烷偶联剂0.1-0.4份。

作为一种优选的技术方案，所述聚醚二元醇选自聚乙二醇、聚丙二醇、聚丁二醇中的至少一种。

作为一种优选的技术方案，所述聚醚二元醇的数均分子量为2000～4000。作为一种优选的技术方案，所述二异氰酸酯选自亚烷基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、二苯基烷烃二异氰酸酯、烷基苯二异氰酸酯、萘二异氰酸酯中的至少一种。

作为一种优选的技术方案，所述二异氰酸酯为烷基苯二异氰酸酯。

作为一种优选的技术方案，所述扩链剂为胺类扩链剂和/或醇类扩链剂。

作为一种优选的技术方案，所述石墨选自鳞片石墨、球形石墨、人造石墨中的至少一种。

作为一种优选的技术方案，所述石墨为鳞片石墨。

本发明的第二方面提供了所述的取向型导热界面材料的制备方法，包括以下步骤：

S1：将硅烷偶联剂、导热填料、石墨依次加入到100-200重量份异丙醇水溶液中，60-90摄氏度下反应1-3小时，过滤，即得改性导热填料；

S2：在反应釜中加入聚醚二元醇、二异氰酸酯、改性导热填料，转速为1000-2000rpm，在50-60摄氏度下反应40-60min后升温至70-90摄氏度继续反应1-3h，得到聚氨酯材料预聚体；

S3：将聚氨酯材料预聚体加热到50-60摄氏度，然后加入扩链剂，1000-2000rpm转速下搅拌1-4min；

S4：利用双辊开炼机对步骤S3中得到的混合物反复挤压10次，挤压为厚度小于0.5mm的薄片，将1-10片所述薄片叠层后压成块体；