[發明專利]一種高絕緣性的硅油-氮化硼改性聚氨酯材料及其制法

在審

• 申請號: 202010516188.0
• 申請日: 2020-06-09
• 公開（公告）號: CN111620998A
• 公開（公告）日: 2020-09-04
• 發明（設計）人: 黎哲華
• 申請（專利權）人: 黎哲華
• 主分類號: C08G18/76
• 分類號: C08G18/76;C08G18/73;C08G18/38;C08G18/61;C08G18/42;C08G18/32
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本發明涉及聚氨酯絕緣技術領域，且公開了一種高絕緣性的硅油?氮化硼改性聚氨酯材料，包括以下配方原料及組分：異氰酸酯單體、聚酯多元醇、端異氰酸酯基硅油接枝氮化硼、1,4?丁二醇、二月桂酸二丁基錫、流平劑、消泡劑。該一種高絕緣性的硅油?氮化硼改性聚氨酯材料，異氰酸酯和端羥基端羥基硅油反應生成端異氰酸酯基硅油，再與羥基化氮化硼納米片的羥基反應，得到端異氰酸酯基硅油接枝氮化硼，異氰酸酯單體、端異氰酸酯基硅油接枝氮化硼與聚酯多元醇共聚，生成硅油?氮化硼改性聚氨酯，改善了氮化硼納米片與聚氨酯的界面相容性，絕緣性優異的硅油分子和氮化硼納米片賦予了聚氨酯超高的電阻率和絕緣性能。

技術領域

本發明涉及聚氨酯絕緣技術領域，具體為一種高絕緣性的硅油-氮化硼改性聚氨酯材料及其制法。

背景技術

絕緣材料是電工產品具備先進技術性的關鍵，對電氣電機工業的發展具有極其重要的作用，而絕緣材料的發展依賴于高分子材料的發展，因此開發性能優異的絕緣材料，以適應電工產品不斷發展，絕緣材料主要有聚乙烯、橡膠材料、聚酰亞胺、環氧樹脂等高分子材料。

聚氨酯具有優異的耐化學性和力學性能，產品主要有聚氨酯泡沫、聚氨酯氨綸、聚氨酯涂料、聚氨酯膠黏劑等，在電子電器、交通領域、制鞋、制革行業等方面具有廣泛的應用，但是聚氨酯電阻率不高，傳統的聚氨酯材料的絕緣性能較差，限制了聚氨酯的實際應用，納米氮化硼具有超高的電阻率，導熱系數、機械強度等特性，是一種功能型添加劑，可以在聚氨酯中加入納米氮化硼，通過材料的絕緣性能，但是納米氮化硼在聚氨酯中容易形成團聚和發生沉降，因此改善納米氮化硼和聚氨酯的界面相容性和分散性成為研究熱點。

(一)解決的技術問題

針對現有技術的不足，本發明提供了一種高絕緣性的硅油-氮化硼改性聚氨酯材料及其制法，解決了聚氨酯的絕緣性能較差的問題，同時解決了納米氮化硼和聚氨酯的界面相容性不好的問題。

(二)技術方案

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：一種高絕緣性的硅油-氮化硼改性聚氨酯材料，包括以下原料及組分：異氰酸酯單體、聚酯多元醇、端異氰酸酯基硅油接枝氮化硼、1,4-丁二醇、二月桂酸二丁基錫、流平劑、消泡劑，質量比為100:35-55:2-10:8-15:0.2-0.8:1-2:1.5-2.5。

優選的，所述為異氰酸酯單體為甲苯二異氰酸酯、二苯基甲烷二異氰酸酯、六亞甲基二異氰酸酯中的任意一種

優選的，所述高絕緣性的硅油-氮化硼改性聚氨酯材料制備方法包括以下步驟：

(1)向反應瓶中加入去離子水溶劑和氮化硼納米片，置于超聲處理儀中進行超聲剝離，再加入氫氧化鈉，在100-110℃下勻速攪拌回流熱處理10-20h，將溶液過濾除去溶劑，使用去離子水洗滌固體產物并干燥，得到羥基化氮化硼納米片。

(2)向反應瓶中通入氮氣，加入N,N-二甲基甲酰胺溶劑和異氰酸酯單體，加熱至100-130℃，緩慢滴加端羥基硅油的N,N-二甲基甲酰胺溶液，勻速攪拌反應5-10h，將溫度降至85-95℃，加入超聲分散均勻的羥基化氮化硼納米片的N,N-二甲基甲酰胺溶劑，勻速攪拌反應6-12h，將溶液置于冰水浴中冷卻，加入去離子水直至有大量沉淀析出，過濾除去溶劑，使用乙醇洗滌固體產物并干燥，制備得到端異氰酸酯基硅油接枝氮化硼。

(3)向反應瓶中加入聚酯多元醇和端異氰酸酯基硅油接枝氮化硼，超聲分散均勻后加入與步驟(1)向相對應的異氰酸酯單體，以及催化劑二月桂酸二丁基錫，加熱至80-90℃，勻速攪拌反應3-5h，將溫度降至50-60℃，加入丙酮溶劑調節溶液粘度，再加入1,4-丁二醇作為小分子擴鏈劑，勻速攪拌反應1-2h，最后加入流平劑和消泡劑，進行高速乳化，將乳液倒入模具中固化成膜，制備得到高絕緣性的硅油-氮化硼改性聚氨酯材料。

優選的，所述步驟(1)的超聲剝離頻率為25-40KHz，超聲溫度為50-80℃，超聲時間為3-6h。