[发明专利]一种导热型的氮化硼-改性聚脲绝缘复合材料及其制法

说明书

本发明涉及绝缘材料技术领域，且公开了一种导热型的氮化硼‑改性聚脲绝缘复合材料及其制法，包括以下配方原料：氮化硼‑氧化石墨烯复合材料、硅烷偶联剂、聚醚胺、马来酸二丁酯、二甲硫基甲苯二胺、六亚甲基二异氰酸酯三聚体。该一种导热型的氮化硼‑改性聚脲绝缘复合材料及其制法，氮化硼‑氧化石墨烯复合材料增加了聚脲材料的导热系数和热导率，六方氮化硼增加了复合材料的介电常数，增大了材料的介电损耗，十七氟癸基三乙氧基硅烷增强了氮化硼‑氧化石墨烯复合材料与聚脲材料之间的相容性和分散性，二甲硫基甲苯二胺作为扩链剂，巯基基团增大了聚脲材料的空间位阻效应，提高了聚脲材料的击穿场强和体积电阻率。

技术领域

本发明涉及绝缘材料领域，具体为一种导热型的氮化硼-改性聚脲绝缘复合材料及其制法。

背景技术

随着电气电子部件的高密度化和高集成化不断发展，对电气电子各部件的整体性能有着更高的要求，不仅要求材料在常温下具有防湿防水性，而且需要材料在高温和湿热环境下也具较高的安全性能，并且电气电子部件容易造成热量积聚，引起使用寿命减短和安全性等问题。

聚脲是由异氰酸酯与氨基化合物反应生成的一种弹性体物质，聚脲可以分为纯聚脲和半聚脲，聚脲是碳酸的聚酰胺，脲基团极性大，分子之间可以形成大量的氢键，因此聚脲的熔点较高，韧性较大，具有防腐、防水、耐磨等性能，聚脲在混凝土防护、金属结构防腐、建筑材料防水等方面具有广泛的应用，但是目前的聚脲材料的绝缘性能较差，并且聚脲材料的导热性不高，大大降低了聚脲材料在电气设备方面的适用性和实用性。

（一）解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种导热型的氮化硼-改性聚脲绝缘复合材料及其制法，解决了聚脲材料绝缘性较差，导热性不高的问题。

（二）技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种导热型的氮化硼-改性聚脲绝缘复合材料及其制法，包括以下按重量份数计的配方原料：16-38份氮化硼-氧化石墨烯复合材料、4-8份硅烷偶联剂、20-25份聚醚胺、5-9份马来酸二丁酯、10-14份二甲硫基甲苯二胺、23-28份六亚甲基二异氰酸酯三聚体。

优选的，所述硅烷偶联剂为十七氟癸基三乙氧基硅烷。

优选的，所述聚醚胺为聚醚胺T5000。

优选的，所述氮化硼-氧化石墨烯复合材料制备方法包括以下步骤：

（1）向反应瓶中加入适量的蒸馏水，再依次加入六方氮化硼、氧化石墨烯和分散剂十二烷基磺酸钠，将反应瓶置于超声分散仪中，加热至60-70 ℃，进行超声分散处理3-4 h，再加入聚乙烯醇，进行超声1-2 h，将溶液使用孔径为1-3 um的滤纸过滤除去溶剂，使用适量蒸馏水洗涤固体产物，并充分干燥。

（2）将固体产物置于行星球磨机中，进行球磨，直至物料全部通过500-800目网筛，将物料置于气氛电阻炉中，升温速率为5-10 ℃，升至1220-1250 ℃，在N₂氛围下煅烧3-4h，制备得到氮化硼-氧化石墨烯复合材料。

优选的，所述六方氮化硼、氧化石墨烯、十二烷基磺酸钠和聚乙烯醇，四者质量比为16-18:1:0.6-0.8:2.5-3。

优选的，所述导热型的氮化硼-改性聚脲绝缘复合材料制备方法包括以下步骤：

（1）向反应瓶中加入适量的N,N-二甲基甲酰胺溶剂，并置于恒温水浴锅中加热至60-70℃，再加入20-25份聚醚胺T5000，匀速搅拌并缓慢滴加5-9份马来酸二丁酯，将温度升至85-95 ℃，匀速搅拌反应25-30 h，将溶液冷却至室温，减压蒸馏除去溶剂，制备得到改性聚醚胺。