[发明专利]一种绝缘性的高导热改性聚氨酯薄膜及其制法

说明书

本发明涉及聚氨酯材料技术领域，且公开了一种绝缘性的高导热改性聚氨酯薄膜，包括以下配方原料及组分：二异氰酸酯基纳米氮化硼、二羟甲基丙酸、聚醚多元醇、端氨基聚酰亚胺、二月桂酸二丁基锡。该一种绝缘性的高导热改性聚氨酯薄膜，多孔纳米氮化硼比表面积更大，更容易与氢氧化钠反应，得到羟基化多孔纳米氮化硼，与4,4`,4``‑三苯甲烷三异氰酸酯进行加成反应，制得二异氰酸酯基纳米氮化硼，聚醚多元醇为主链，与端氨基聚酰亚胺、氮化硼中二异氰酸酯基团反应，通过化学键交联聚合的方法，将聚酰亚胺单体和纳米氮化硼引入聚氨酯的基体中，改善了纳米氮化硼与聚氨酯的相容性，赋予了聚氨酯薄膜材料优异的绝缘性能和导热性能。

技术领域

本发明涉及聚氨酯材料技术领域，具体为一种绝缘性的高导热改性聚氨酯薄膜及其制法。

背景技术

绝缘材料的电阻很高，在允许电压下不导电的材料，绝缘材料是电工产品先进技术的关键，是电工产品发展的基础和保证，对电机电气工业的发展具有非常重要的作用，常用的固体绝缘材料有绝缘胶、绝缘漆、塑料、橡胶、和陶瓷制品等，在建材、电工、轻工、石化等行业领域具有广泛的应用。

聚氨酯是一种新型高分子化合物，具有优异的耐化学性、回弹性和力学性能，隔热和隔音效果好，可以制成聚氨酯泡沫塑料、聚氨酯弹性体、聚氨酯纤维塑料、聚氨酯涂料、胶粘剂等材料，在家具家电行业、建筑行业和交通运输行业等行业应用广泛，但是聚氨酯的本征电阻率不高，绝缘性能较差，限制了聚氨酯材料在电工产品和电机电气工业中的应用，聚酰亚胺主链上含有酰亚胺环，具有优异的耐高温性能和高绝缘性能，可以通过物理共混或者化学交联共聚的方法改善聚氨酯的耐高温性和绝缘性，纳米氮化硼的内电阻非常高，可以作为填料改善聚合物的绝缘性能，但是纳米氮化硼与聚氨酯中的相容性很差，分散性不好，很容易在聚氨酯材料中聚集和结块，不仅不能增强聚氨酯材料的绝缘性能，同时还会严重影响材料的耐磨性和拉伸强度等机械性能。

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种绝缘性的高导热改性聚氨酯薄膜及其制法，解决了聚氨酯材料绝缘性能不高的问题，同时解决了纳米氮化硼与聚氨酯相容性很差的问题。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种绝缘性的高导热改性聚氨酯薄膜，包括以下按重量份数计的配方原料及组分：36-55份二异氰酸酯基纳米氮化硼、3.5-8份二羟甲基丙酸、35-40份聚醚多元醇、6-15份端氨基聚酰亚胺、0.5-1份二月桂酸二丁基锡。

优选的，所述二异氰酸酯基纳米氮化硼制备方法包括以下步骤：

(1)向反应瓶中加入蒸馏水、硼酸和三聚氰胺，将溶液置于油浴锅中，加热至75-95℃，匀速搅拌反应1-2h，将溶液置于冰水浴中冷却结晶，过滤除去溶剂，使用蒸馏水和乙醇洗涤固体产物，将固体产物置于蒸馏水中在80-95℃中加热溶解，溶液置于液氮氛围中急速冷却，然后置于冷冻干燥机中冷冻干燥除去溶剂，固体产物置于气氛电阻炉中，升温速率为5-10℃/min，在1000-1050℃下保温处理3-5h，制得多孔状纳米氮化硼，然后将多孔状纳米氮化硼置于高压水热反应釜中，加入质量分数为10-15％的氢氧化钠乙醇溶液中，加热至120-160℃，反应15-25h，将溶液冷却至室温，过滤除去溶剂，使用蒸馏水洗涤固体产物直至中性，制备得到羟基化多孔纳米氮化硼。

(2)向反应瓶中通入氮气，加入N,N-二甲基甲酰胺溶剂和羟基化多孔纳米氮化硼，超声分散均匀后，加入4,4`,4``-三苯甲烷三异氰酸酯，将反应瓶置于恒温水浴锅中，加热至60-80℃，匀速搅拌反应10-15h，将溶液过滤除去溶剂，使用蒸馏水和乙醇洗涤固体产物，并充分干燥，制备得到二异氰酸酯基纳米氮化硼。

优选的，所述硼酸和三聚氰胺的质量比为1.5-2:1，羟基化多孔纳米氮化硼和4,4`,4``-三苯甲烷三异氰酸酯的质量比为1:20-30。