[發(fā)明專利]一種納米氮化硼-聚酰亞胺改性聚氨酯絕緣材料及其制法

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• 申請日: 2020-08-06
• 公開（公告）號: CN111793190A
• 公開（公告）日: 2020-10-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王康
• 申請（專利權(quán)）人: 王康
• 主分類號: C08G18/78
• 分類號: C08G18/78;C08G18/66;C08G18/42;C08G18/32;C08K9/04;C08K3/38;C08J5/18;C09K5/14;C08L75/06
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本發(fā)明涉及聚氨酯絕緣材料技術(shù)領(lǐng)域，且公開了一種納米氮化硼?聚酰亞胺改性聚氨酯絕緣材料，包括以下配方原料及組分：端異氰酸酯基聚酰亞胺接枝納米氮化硼、二異氰酸酯單體、聚酯多元醇、1,4?丁二醇、二月桂酸二丁基錫。異氰酸酯功能化氮化硼與二酐單體、二異氰酸酯單體進行縮聚反應(yīng)，得到端異氰酸酯基聚酰亞胺接枝納米氮化硼，以端異氰酸酯基團作為交聯(lián)中性，與二異氰酸酯單體和聚酯多元醇進行聚合反應(yīng)，得到納米氮化硼?聚酰亞胺改性聚氨酯材料，納米氮化硼在聚酰亞胺的橋連作用下，與聚氨酯有機共價修飾，改善了兩者的界面相容性和分散性，聚氨酯材料具有優(yōu)異的絕緣性、導(dǎo)熱性和耐熱性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及聚氨酯絕緣材料技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種納米氮化硼-聚酰亞胺改性聚氨酯絕緣材料及其制法。

背景技術(shù)

絕緣材料是電工產(chǎn)品發(fā)展的基礎(chǔ)和保證，是電氣設(shè)備的關(guān)鍵材料，其性能直接影響設(shè)備的安全運行，電氣設(shè)備運行過程中，由于電流熱效應(yīng)產(chǎn)生的熱量必須通過絕緣層向外傳導(dǎo)，否則會導(dǎo)致溫度升高，影響工作穩(wěn)定性，甚至發(fā)生安全事故，采用高導(dǎo)熱和耐熱性的絕緣材料是解決電氣設(shè)備的電流熱效應(yīng)問題的有效方法。

聚氨酯具有彈性模量高、強度大，耐磨性優(yōu)良等優(yōu)異的機械性能和化學(xué)穩(wěn)定性，并且聚氨酯材料加工方便，產(chǎn)品主要有聚氨酯彈性體、聚氨酯涂料、聚氨酯泡沫等，廣泛應(yīng)用在家居領(lǐng)域、建筑領(lǐng)域和交通領(lǐng)域，但是傳統(tǒng)的聚氨酯的體積和表面電阻率不高，絕緣性能較低，并且聚氨酯使用溫度在80-120℃之間，耐熱性和導(dǎo)熱性能較差，限制了聚氨酯材料在絕緣材料和電氣設(shè)備中的應(yīng)用，可以將電阻率和導(dǎo)熱系數(shù)很高的納米六方氮化硼作為填料，加入到聚氨酯材料中，通過材料的絕緣性能和耐熱性能，因此改善納米氮化硼與聚氨酯的界面相容性成為研究熱點。

(一)解決的技術(shù)問題

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種高效的納米氮化硼-聚酰亞胺改性聚氨酯絕緣材料及其制法，解決了聚氨酯的電阻率不高，絕緣性能較差的問題，同時解決了聚氨酯耐熱性和導(dǎo)熱性能較低的問題。

(二)技術(shù)方案

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種納米氮化硼-聚酰亞胺改性聚氨酯絕緣材料：包括以下原料及組分，端異氰酸酯基聚酰亞胺接枝納米氮化硼、二異氰酸酯單體、聚酯多元醇、1,4-丁二醇、二月桂酸二丁基錫，質(zhì)量比為65-85:100:4-6:0.1-0.5。

優(yōu)選的，所述二異氰酸酯單體為異氟爾酮二異氰酸酯、甲苯二異氰酸酯或4,4'-亞甲基雙(異氰酸苯酯)中的任意一種。

優(yōu)選的，所述納米氮化硼-聚酰亞胺改性聚氨酯絕緣材料制備方法如下：

(1)向反應(yīng)瓶中加入物質(zhì)的量濃度為0.5-3mol/L的氫氧化鈉溶液，加入納米六方氮化硼，超聲分散均勻后置于油浴反應(yīng)裝置中加熱至100-120℃，勻速攪拌回流處理12-24h，過濾溶劑，使用蒸餾水洗滌并干燥，制備得到羥基納米氮化硼。

(2)向反應(yīng)瓶中加入N,N-二甲基甲酰胺溶劑和羥基納米氮化硼，超聲分散后加熱至120-160℃，加入二異氰酸酯單體勻速攪拌反應(yīng)24-48h，將溶液離心分離、使用蒸餾水和乙醇洗滌固體產(chǎn)物并干燥，制備得到異氰酸酯功能化氮化硼。

(3)向反應(yīng)瓶中加入無水N-甲基吡咯烷酮溶劑和異氰酸酯功能化氮化硼，超聲分散均勻后加入二酐單體，以及與步驟(2)相同的二異氰酸酯單體，在氮氣氛圍中加熱至80-110℃，勻速攪拌反應(yīng)3-6h，將溶液置于冰水浴中冷卻，加入蒸餾水直至有析出大量沉淀，過濾除去溶劑，使用蒸餾水和丙酮洗滌并干燥，制備得到端異氰酸酯基聚酰亞胺接枝納米氮化硼。