[发明专利]一种高密度高导热系数聚氨酯泡棉及其制备方法

说明书

本发明提供一种高密度高导热系数聚氨酯泡棉及其制备方法。所述制备方法包括以下步骤：步骤一、将纯化的单壁碳纳米管和大孔分子筛混合均匀；步骤二、将多元醇、扩链剂、水加入到反应釜中，搅拌均匀后，将所述反应釜升温至50～62℃，然后将步骤一得到的纯化单壁碳纳米管和大孔分子筛加入到反应釜中，并搅拌直至分散均匀；步骤三、将反应釜降至常温，再依次将催化剂、加入到反应釜中混合均匀；步骤四、称取重量份数为100份的二苯甲烷二异氰酸酯加入到反应釜中，搅拌5～10min得到预聚体；步骤五、将所述预聚体加入到超声微波协同萃取设备中进行反应得到高密度高导热系数聚氨酯泡棉。采用本发明的方法制备的聚氨酯泡棉具有高密度和高导热性。

技术领域

本发明涉及一种聚氨酯泡棉产品，尤其涉及一种高密度高导热系数聚氨酯泡棉及其制备方法。

背景技术

聚氨酯泡棉材料是由多异氰酸酯和多元醇反应而得的含有若干个氨基甲酸酯链段的有机高分子材料。聚氨酯材料具有优异的力学、声学、电学和耐化学介质性能，硬度范围宽，柔韧性、粘接性能、耐磨性能、耐低温性能和耐辐射性能等良好。聚氨酯材料在汽车、机械、电子、包装、建筑、医疗、航空航天等领域应用广泛。

众所周知，随着科学技术的发展，电子元器件的种类越来越多，线路的连接也趋于精细化和密集化，因而对电子器件的各个组件的连接稳定性提出了很大的要求。聚氨酯泡棉胶带常用于手机等电子设备中各个电子器件之间的连接，若导热性能不好会影响电子器件发挥有效功能，甚至在电子器件超负荷工作时，有可能因为温度过高而损坏电子组件。

另外，聚氨酯泡棉胶带使用于电子元器件中还需要足够的密度，以保证在长期使用过程中的抗压、耐用的稳定性。

因此，为满足聚氨酯泡棉材料在各个不同场景的应用，实有必要开发一种高密度、导热性能好的聚氨酯泡棉材料。

发明内容

本发明通过提供一种高密度、导热性能好的聚氨酯泡棉，使得制备得到的聚氨酯泡棉产品具有更好的减震性能、缓冲性能和性能，能够满足电子产品的更新升级的需要。

本发明实施例提供一种高密度高导热系数聚氨酯泡棉的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

步骤一、将经预处理得到的22～40份纯化的单壁碳纳米管和10～20份大孔分子筛加入三维混合机中充分混合直至40％～50％的所述纯化单壁碳纳米管位于所述大孔分子筛内；

步骤二、将50～80份多元醇、4～7份扩链剂以及3～8份水加入到反应釜中，常温下搅拌均匀后，将所述反应釜升温至50～62℃，然后将步骤一得到的纯化单壁碳纳米管和大孔分子筛加入到反应釜中，并在第一搅拌速度下搅拌1～2h直至分散均匀；

步骤三、将所述反应釜降至常温，再依次将1～3份催化剂、2～5份泡沫稳定剂加入到反应釜中并在第二搅拌速度下混合均匀；

步骤四、在搅拌状态下将所述反应釜降至1～3℃，然后称取重量份数为100份的二苯甲烷二异氰酸酯加入到反应釜中，并在第三搅拌速度下搅拌5～10min得到预聚体；

步骤五、将步骤四得到的所述预聚体加入到超声微波协同萃取设备中进行反应得到高密度高导热系数聚氨酯泡棉，其中，反应分为两个阶段，第一阶段设置超声微波反应时间为0.5～1h，超声微波反应温度为1～3℃，超声输出功率为700～900W，第二阶段设置超声微波反应时间为13～20min，超声微波反应温度为40～50℃，超声输出功率为80～120W。

单壁碳纳米管具有较大的长径比、较大比表面各和较强的机械性能，可增强聚合复合材料的导电率。但是由于单壁碳纳米管的内径较小，而且其结构本身具有一定的分散性，不能够充分分散填充到聚氨酯泡棉的泡孔内，也不能完全有效的支撑起泡孔结构。为了进一步提高聚氨酯泡棉的强度和导热性能，在其中加入一定量的大孔分子筛材料。大孔分子筛材料本身具有极高的比表面积、规则有序的孔道结构，其孔径一般能够达到几百纳米，具有很高的机械强度，同时具有良好的导热性能。