[发明专利]一种高导热的热塑性酰亚胺化聚氨酯材料及其制法

说明书

本发明涉及聚氨酯材料技术领域，且公开了一种高导热的热塑性酰亚胺化聚氨酯材料，包括以下配方原料及组分：改性氮化硼负载碳纳米管、聚四氢呋喃醚二醇、1,5‑二异氰酸萘、扩链剂、1,4‑丁二醇、催化剂。该一种高导热的热塑性酰亚胺化聚氨酯材料，以含有萘基基团的1,5‑二异氰酸萘为单体，含有萘基基团苝四甲酸二酐为扩链剂，与聚氨酯的异氰酸基团反应，在聚氨酯分子链中引入化学性稳定的酰亚胺基团和萘基基团，提高了聚氨酯的初始分解温度，增强了聚氨酯材料的热稳定性能，纳米氮化硼沉积在L‑色氨酸接枝改性碳纳米管的表面，L‑色氨酸改善了碳纳米管和氮化硼在聚氨酯中的分散性和相容性，增强了聚氨酯材料的导热性能。

技术领域

本发明涉及聚氨酯材料技术领域，具体为一种高导热的热塑性酰亚胺化聚氨酯材料及其制法。

背景技术

聚氨酯是一种高分子材料，主要通过二异氰酸酯和聚多元醇聚合而成，分为聚酯型聚氨酯和聚醚型聚氨酯，其中软质聚氨酯具有热塑性的线性结构，耐化学性强、回弹性好和力学性能优异，可以作为包装材料、隔音材料和过滤材料等，硬质聚氨酯材质轻、绝热性能好、电性能优异，易加工，主要应用于建筑材料、汽车机械、航空工业等领域，聚氨酯产品主要有聚氨酯塑料、聚氨酯薄膜、聚氨酯纤维、和聚氨酯弹性体等，在家居家电领域、建筑领域、交通运输领域等具有广泛的应用。

但是目前的聚氨酯材料的导热性能较差，并且不耐高温，在高温下聚氨酯材料很容易变形，机械性能大大降低，含有酰亚胺基团的聚酰亚胺的热稳定性高、机械性能稳定，可以将酰亚胺基团引入聚氨酯分子链中，提高聚氨酯的耐热性和热稳定性。

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种高导热的热塑性酰亚胺化聚氨酯材料及其制法，解决了聚氨酯材料的导热性能和耐热性能较差的问题。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种高导热的热塑性酰亚胺化聚氨酯材料，包括以下按重量份数计的配方原料及组分，其特征在于：5-24份改性氮化硼负载碳纳米管、36-42份聚四氢呋喃醚二醇、30-34份1,5-二异氰酸萘、5-10份扩链剂、5-8份1,4-丁二醇、0.2-1份催化剂。

优选的，所述扩链剂为苝四甲酸二酐。

优选的，所述催化剂为二月桂酸二丁基锡。

优选的，所述氮化硼修饰碳纳米管制备方法包括以下步骤：

(1)向反应瓶中加入蒸馏水和氨基化碳纳米管，将反应瓶置于超声处理仪中，进行超声分散处理30-60min，向烧杯中加入蒸馏水、L-色氨酸和氢氧化钠，将溶液进行超声分散处理30-60min，将烧杯中的溶液倒入反应瓶中，进行超声分散处理20-40min，将反应瓶置于恒温水浴锅中加热至60-80℃，匀速搅拌活化2-4h，将溶液转移进自动水热反应釜，加热至120-140℃，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并充分干燥，制备得到L-色氨酸酯化的改性碳纳米管。

(2)向反应瓶中加入改性碳纳米管和纳米氮化硼，将反应瓶置于超声处理仪中，在40-80℃下进行超声分散处理1-2h，超声频率为25-35KHz，将溶液真空干燥除去溶剂，并充分干燥，制备得到氮化硼修饰碳纳米管。

优选的，所述碳纳米管、L-色氨酸和氢氧化钠的质量比为1:1.2-1.8:1.5-2。

优选的，所述改性碳纳米管和纳米氮化硼的质量比为1:2.5-4。

优选的，所述自动水热反应釜包括反应釜盖、所述反应釜盖活动连接有活塞、所述活塞与卡块活动连接、所述活塞固定连接有弹簧片、所述弹簧片与反应釜体固定连接，所述反应釜体外层固定连接有保温层、所述反应釜体左下方设置有反应釜滤膜，所述反应釜体右下方设置有反应釜挡板、所述反应釜体下方与滤液釜体活动连接，所述滤液釜体左上方设置有滤液釜挡板，所述滤液釜体右上方设置有滤液釜体滤膜。