一種耐熱導(dǎo)熱聚氨酯材料的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及聚氨酯材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種耐熱導(dǎo)熱聚氨酯材料的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]聚氨酯彈性體具有高強(qiáng)度、高彈性、高伸長率的特點，并且具有優(yōu)異的耐磨性、耐油性、耐撕裂性、耐化學(xué)品性，減震性能好，硬度的調(diào)節(jié)范圍大，在許多領(lǐng)域獲得廣泛的應(yīng)用，但聚氨酯彈性體在動態(tài)條件下產(chǎn)生較大的內(nèi)生熱，而聚氨酯彈性體的耐熱性能較差，在高溫條件下，力學(xué)性能下降明顯，導(dǎo)致彈性體在動態(tài)、溫度較高的條件下使用，其外形尺寸將發(fā)生改變，且硬度、強(qiáng)度和模量性能均下降，從而限制了聚氨酯彈性體在動態(tài)及高溫工作條件下的應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]基于【背景技術(shù)】存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提出了一種耐熱導(dǎo)熱聚氨酯材料的制備方法，本發(fā)明耐熱性好，導(dǎo)熱快，機(jī)械強(qiáng)度高。
[0004]本發(fā)明提出的一種耐熱導(dǎo)熱聚氨酯材料的制備方法，包括如下步驟:
[0005]S1、制備預(yù)聚體:將氧化石墨烯加入聚己二酸乙二醇酯1000中，超聲分散均勻，干燥，調(diào)節(jié)溫度，加入2，4-甲苯二異氰酸酯和二月桂酸二丁基錫，保溫攪拌，升溫，保溫攪拌，純化，真空脫泡，升溫得到預(yù)聚體；
[0006]S2、制備擴(kuò)鏈劑:將2-溴-5-硝基-三氟甲基苯溶解于N，N 二甲基甲酰胺中，加入碳酸鉀、對苯二酚二羥乙基醚，升溫，保溫攪拌，純化得到中間物料；升溫，將中間物料、乙二醇單甲醚、活性炭、六水合三氯化鐵混勻，攪拌至中間物料溶解，滴加水合肼水溶液，回流，過濾，將濾液倒入鹽酸水溶液中，加入氫氧化鈉水溶液調(diào)節(jié)pH，純化，恪融得到擴(kuò)鏈劑；
[0007]S3、制備耐熱導(dǎo)熱聚氨酯:將擴(kuò)鏈劑加入預(yù)聚體中，混勻，硫化得到耐熱導(dǎo)熱聚氨酯材料。
[0008]優(yōu)選地，S1中，將氧化石墨烯加入聚己二酸乙二醇酯1000中，調(diào)節(jié)功率為400-600W，超聲4-5h，升溫至100-120°C，真空干燥4_5h，調(diào)節(jié)溫度為55_65°C，加入2，4-甲苯二異氰酸酯和二月桂酸二丁基錫，保溫攪拌40-60min，升溫至75_85°C，保溫攪拌3_4h，升溫至150-170Γ，減壓蒸出未反應(yīng)的2，4-甲苯二異氰酸酯，真空脫泡，升溫至70-80°C得到預(yù)聚體。
[0009]優(yōu)選地，S1中，聚己二酸乙二醇酯1000中-0H和2，4_甲苯二異氰酸酯中-NC0的摩爾比為1:3-5。
[0010]優(yōu)選地，S1中，氧化石墨烯、二月桂酸二丁基錫和2，4-甲苯二異氰酸酯的重量比為 0.8-1.2:0.6-0.8:100o
[0011]優(yōu)選地，S2中，將2-溴-5-硝基-三氟甲基苯溶解于Ν，Ν 二甲基甲酰胺中，加入碳酸鉀、對苯二酚二羥乙基醚，升溫至120-140°C，保溫攪拌20-28h，過濾，取濾液減壓蒸發(fā)N，N 二甲基甲酰胺得到中間物料；升溫至100-120°C，將中間物料、乙二醇單甲醚、活性炭、六水合三氯化鐵，攪拌至中間物料溶解，滴加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為80-90wt %水合肼水溶液，回流8-12h，過濾，將濾液緩慢倒入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15-25wt %鹽酸水溶液中；加入氫氧化鈉水溶液調(diào)節(jié)pH = 11-12，過濾，水洗，用乙醇重結(jié)晶，熔融得到擴(kuò)鏈劑。
[0012]優(yōu)選地，S2中，2-溴-5-硝基-三氟甲基苯、碳酸鉀、對苯二酚二羥乙基醚的重量比為 2.8-3.2:1:1.4-1.6。
[0013]優(yōu)選地，S2中，中間物料、乙二醇單甲醚、活性炭、六水合三氯化鐵、水合肼水溶液、鹽酸水溶液的重量比為 160-170:270-300:9.5-10.5:1_1.5:38-43:600_700。
[0014]優(yōu)選地，S2中，水合肼水溶液需在lh內(nèi)滴加完畢。
[0015]優(yōu)選地，S3中，將擴(kuò)鏈劑加入預(yù)聚體中，以500-700r/min的速度攪拌l_2min，升溫至110-120°C，調(diào)節(jié)壓力為10-12MPa，一次硫化15_30min，調(diào)節(jié)溫度為100-110°C，二次硫化20-24h得到耐熱導(dǎo)熱聚氨酯材料。
[0016]優(yōu)選地，S3中，預(yù)聚體和擴(kuò)鏈劑的重量比為2-4:0.4-0.8。
[0017]上述S2中，N，N 二甲基甲酰胺的作用是溶解2-溴_5_硝基-三氟甲基苯，乙醇是重結(jié)晶的溶劑，不規(guī)定其用量，根據(jù)具體操作確定用量。
[0018]本發(fā)明選用的氧化石墨烯具有優(yōu)異的熱穩(wěn)定性、機(jī)械性能和導(dǎo)熱性，氧化石墨烯上的-0H可與2，4-甲苯二異氰酸酯反應(yīng)，一方面氧化石墨烯均勻的分散在聚己二酸乙二醇酯1000中，與2，4-甲苯二異氰酸酯反應(yīng)，使反應(yīng)生成的預(yù)聚體中均勻分散著氧化石墨烯，大大增加本發(fā)明的熱穩(wěn)定性、導(dǎo)熱性和機(jī)械性能，另一方面2，4-甲苯二異氰酸酯中-NC0的摩爾數(shù)大于聚己二酸乙二醇酯1000中-0H的摩爾數(shù)，聚己二酸乙二醇酯1000和2，4-甲苯二異氰酸酯反應(yīng)得到的預(yù)聚體分子鏈結(jié)構(gòu)整齊，可以大大增加本發(fā)明的耐熱性和機(jī)械性能，氧化石墨烯與聚己二酸乙二醇酯1000協(xié)同作用，并均與2，4-甲苯二異氰酸酯反應(yīng)，得到的預(yù)聚體具有整齊的鏈結(jié)構(gòu)和均勻分散的氧化石墨烯，可以大大增加本發(fā)明的導(dǎo)熱性、耐熱性和機(jī)械性能；對苯二酚二羥乙基醚經(jīng)2-溴-5-硝基-三氟甲基苯改性得到的擴(kuò)鏈劑中含有氟基團(tuán)，此擴(kuò)鏈劑與預(yù)聚體反應(yīng)，將氟基團(tuán)引入聚氨酯中，大大增加了本發(fā)明的耐熱性，阻燃性和機(jī)械性能；氟基團(tuán)、均勻分散的氧化石墨烯、整齊的鏈結(jié)構(gòu)相互協(xié)調(diào)，相互作用，大大增加了本發(fā)明的耐熱性，導(dǎo)熱性和機(jī)械性能。
【具體實施方式】
[0019]下面，通過具體實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0020]實施例1
[0021]—種耐熱導(dǎo)熱聚氨酯材料的制備方法，包括如下步驟:
[0022]S1、制備預(yù)聚體:將氧化石墨烯加入聚己二酸乙二醇酯1000中，調(diào)節(jié)功率為400W，超聲5h，升溫至100°(:，真空干燥511，調(diào)節(jié)溫度為55°(:，加入2，4-甲苯二異氰酸酯和二月桂酸二丁基錫，保溫攪拌60min，升溫至75°C，保溫攪拌4h，升溫至150°C，減壓蒸出未反應(yīng)的2，4-甲苯二異氰酸酯，真空脫泡，升溫至80°C得到預(yù)聚體，其中，聚己二酸乙二醇酯1000的-0H和2，4-甲苯二異氰酸酯的-NC0的摩爾比為1:3，氧化石墨烯、二月桂酸二丁基錫和2，4-甲苯二異氰酸酯的重量比為1.2:0.6:100 ;
[0023]S2、制備擴(kuò)鏈劑:將2-溴-5-硝基-三氟甲基苯溶解于N，N 二甲基甲酰胺中，加入碳酸鉀、對苯二酚二羥乙基醚，升溫至140°C，保溫攪拌20h，過濾，取濾液減壓蒸發(fā)N，N 二甲基甲酰胺得到中間物料；升溫至120°C，將中間物料、乙二醇單甲醚、活性炭、六水合三氯化鐵，攪拌至中間物料溶解，滴加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為80wt%水合肼水溶液，水合肼水溶液在lh內(nèi)滴加完畢，回流12h，過濾，將濾液緩慢倒入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15wt%鹽酸水溶液中；加入氫氧化鈉水溶液調(diào)節(jié)pH = 12，過濾，水洗，用乙醇重結(jié)晶，熔融得到擴(kuò)鏈劑，其中，2-溴-5-硝基-三氟甲基苯、碳酸鉀、對苯二酚二羥乙基醚的重量比為2.8:1:1.6，中間物料、乙二醇單甲醚、活性炭、六水合三氯化鐵、水合肼水溶液、鹽酸水溶液的重量比為160:300:9.5:1.5:38:700 ；
[0024]S3、制備耐熱導(dǎo)熱聚氨酯:將擴(kuò)鏈劑加入預(yù)聚體中，以500r/min的速度攪拌2min，升溫至110°c，調(diào)節(jié)壓力為12MPa，一次硫化15min，調(diào)節(jié)溫度為110°C，二次硫化20h得到耐熱導(dǎo)熱聚氨酯材料，其中，預(yù)聚體和擴(kuò)鏈劑的重量比為4:0.4。
[0025]實施例2
[0026]—種耐熱導(dǎo)熱聚氨酯材料的制備方法，包括如下步驟:
[0027]S1、制備預(yù)聚體:將氧化石墨烯加入聚己二酸乙二醇酯1000中，調(diào)節(jié)功率為600W，超聲4h，升溫至120°C，真空干燥4h，調(diào)節(jié)溫度為65°C，加入2，4-甲苯二異氰酸酯和二月桂酸二丁基錫，保溫攪拌40min，升溫至85°C，保溫攪拌3h，升溫至170°C，減壓蒸出未反應(yīng)的2，4-甲苯二異氰酸酯，真空脫泡，升溫至70°C得到預(yù)聚體，其中，聚己二酸乙二醇酯1000的-0H和2，4-甲苯二異氰酸酯的-NC0的摩爾比為1:5，氧化石墨烯、二月桂酸二丁基錫和2，4-甲苯二異氰酸酯的重量比為0.8:0.8:100 ;
[0028]S2、制備擴(kuò)鏈劑:將2-溴-5-硝基-三氟甲基苯溶解于N，N 二甲基甲酰胺中，加入碳酸鉀、對苯二酚二羥乙基醚，升溫至120°C，保溫攪拌28h，過濾，取濾液減壓蒸發(fā)N，N 二甲基甲酰胺得到中間物料；升溫至100°C，將中間物料、乙二醇單甲醚、活性炭、六水合三氯化鐵，攪拌至中間物料溶解，滴加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為90wt%水合肼水溶液，水合肼水溶液在lh內(nèi)滴加完畢，回流8h，過濾，將濾液緩慢倒入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25wt%鹽酸水溶液中；加入氫氧化鈉水溶液調(diào)節(jié)pH = 11，過濾，水洗，用乙醇重結(jié)晶，熔融得到擴(kuò)鏈劑，其中，2-溴-5-硝基-三氟甲基苯、碳酸鉀、對苯二酚二羥乙基醚的重量比為3.2:1:1.4，中間物料、乙二醇單甲醚、活性炭、六水合三氯化鐵、水合肼水溶液、鹽酸水溶液的重量比為170:270:10.5:1:43:600 ;
[0029]S3、制備耐熱導(dǎo)熱聚氨酯:將擴(kuò)鏈劑加入預(yù)聚體中，以700r/min的速度攪拌lmin，升溫至120°C，調(diào)節(jié)壓力為lOMPa，一次硫化30min，調(diào)節(jié)溫度為100°C，二次硫化24h得到耐熱導(dǎo)熱聚氨酯材料，其中，預(yù)聚體和擴(kuò)鏈劑的重量比為2:0.8。
[0030]實施例3
[0031]—種耐熱導(dǎo)熱聚氨酯材料的制備方法，包括如下步驟:
[0032]S1、制備預(yù)聚體:將氧化石墨烯加入聚己二酸乙二醇酯1000中，調(diào)節(jié)功率為450W，超聲4.8h，升溫至105°C，真空干燥4.8h，調(diào)節(jié)溫度為57°C，加入2，4-甲苯二異氰酸酯和二月桂酸二丁基錫，保溫攪拌55min，升溫至77 °C，保溫攪拌3.7h，升溫至155 °C，減壓蒸出未反應(yīng)的2，4-甲苯二異氰酸酯，真空脫泡，升溫至77°C得到預(yù)聚體，其中，聚己二酸乙二醇酯1000的-0!1和2，4-甲苯二異氰酸酯的-NC0的摩爾比為1:3.5，氧化石墨烯、二月桂酸二丁基錫和2，4-甲苯二異氰酸酯的重量比為