【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及聚氨酯领域，更具体地，本专利技术涉及一种高导热系数聚氨酯及其制备方法与应用。
技术介绍
1、聚氨酯由于其优异的机械性能、韧性等，广泛应用于新能源、建筑、轨道交通等线缆护套，管材，电子电器、汽车相关材料等领域。
2、在聚氨酯的复合材料使用过程中，为了实现优异的导热性，不可避免会添加具有导热性的填料，然而为了实现理想的导热性，就会增大导热填料的含量，造成填料的不均一问题，造成机械性能的降低。目前普遍使用的一种方法是，严格控制导热填料的粒径，对差别较大粒径的几种导热填料进行复配，从而实现填料的较大的填充密度，此种方法选材困难，制备过程复杂，且得到的材料的耐水解等性能有待提高。
技术实现思路
1、针对现有技术中存在的一些问题，本专利技术第一个方面提供了一种高导热系数聚氨酯，按重量份计，制备原料包括：25-55份tpu树脂、40-70份导热粉体、5-8份填料、0.1-2份偶联剂、0-5份耐水解剂、0-0.5份抗氧剂、0-5份润滑剂。
2、可选地，按重量份计，所述高导热系数聚氨酯的制备原料包括：25-55份tpu树脂、40-70份导热粉体、5-8份填料、0.1-2份偶联剂、1-5份耐水解剂、0.1-0.5份抗氧剂、0.2-5份润滑剂。
3、可选地，按重量份计，所述高导热系数聚氨酯的制备原料包括：35份tpu树脂、55份导热粉体、6.5份填料、1.2份偶联剂、3份耐水解剂、0.3份抗氧剂、3份润滑剂。
4、可选地，所述导热粉体选自六方
5、可选地，所述导热粉体包括六方氮化硼、球形氮化铝、氧化铝。
6、可选地，六方氮化硼、球形氮化铝、氧化铝的重量比为(1-10)：(2-5)：(0.5-1.5)；优选地，六方氮化硼、球形氮化铝、氧化铝的重量比为5:3.5:1。
7、可选地，所述六方氮化硼的d50粒径为5-15微米。
8、可选地，所述六方氮化硼的d50粒径为10±3微米。
9、可选地，所述六方氮化硼型号为dcb-10f，购自东莞东超新材料科技有限公司。
10、可选地，所述球形氮化铝的d50粒径为2-15微米。
11、可选地，所述球形氮化铝的d50粒径为10±2微米。
12、可选地，所述球形氮化铝型号为dca-10an，购自东莞东超新材料科技有限公司。
13、可选地，所述氧化铝的d50粒径为1-15微米。
14、可选地，所述氧化铝的d50粒径为10±2微米。
15、可选地，所述氧化铝型号为dca-10w，购自东莞东超新材料科技有限公司。
16、可选地，所述偶联剂为有机金属酯类偶联剂。
17、可选地，所述有机金属酯类偶联剂选自钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂、锂酸酯偶联剂、锆酸酯偶联剂中任一种或多种。
18、可选地，所述有机金属酯类偶联剂为钛酸酯偶联剂和锂酸酯偶联剂。
19、可选地，钛酸酯偶联剂和锂酸酯偶联剂的重量比为(3-8)：1；优选地，钛酸酯偶联剂和锂酸酯偶联剂的重量比为6:1。
20、本申请中添加有机金属酯类偶联剂，与导热粉体、填料共同作用，提高了导热粉体的填充量，实现了导热粉体的有效堆积，不会因为大量导热粉体的添加而降低机械性能。且本申请中控制导热粉体的种类和d50粒径，同钛酸酯偶联剂和锂酸酯偶联剂共同作用，有效提高了导热性，可能的原因是偶联剂亲水结构朝内与导热粉体和填料表面接触，偶联剂疏水结构朝外与树脂基体接触，且特定粒径的六方氮化硼、球形氮化铝、氧化铝，在钛酸酯偶联剂和锂酸酯偶联剂的作用下，使得有机金属酯类偶联剂能够均匀包裹到导热粉体和填料表面，且形成均一的单层偶联剂包覆层，而粒径不在该范围之内，单层偶联剂包覆层就会被打破，进而影响导热的均匀性和机械性能。
21、可选地，所述填料为硅微粉。
22、可选地，所述硅微粉中二氧化硅含量为99.5wt％％，购自灵寿县恒阳矿产品加工厂。
23、可选地，所述tpu树脂的熔融温度为136-185℃。
24、可选地，所述tpu树脂的收缩率为0.1-1％；优选地，所述tpu树脂的收缩率为0.6％。
25、本申请tpu树脂的收缩率的测试标准为internal method，测试条件为：流动。
26、可选的，所述tpu树脂牌号为上海亨斯迈a 92p4637，购自东莞优佳塑胶原料有限公司。
27、本申请中控制tpu树脂的熔融温度和收缩率，可能是在熔融共混时，对单层偶联剂包覆层的影响较小，从而保证一定的机械性能和导热性，控制材料的表面电阻在一定的范围之内，且尺寸稳定性好。
28、可选地，所述耐水解剂为双(2,6-二异丙基苯)碳化二亚胺。
29、当选用双(2,6-二异丙基苯)碳化二亚胺作为耐水解剂时，与其它原料共同作用，特别是与本申请六方氮化硼、球形氮化铝、氧化铝导热粉体具有较好的相配性，耐水性效果好，1000小时100℃水解后尺寸稳定不变化，力学性能变化率＜20％，而选择其它种类的导热粉体，尽管使用双(2,6-二异丙基苯)碳化二亚胺作为耐水解剂，耐水解效果却不理想。
30、可选地，所述抗氧剂选自二[(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸]季戊四醇酯、β-(4-羟基-3,5-二叔丁基苯基)丙酸正十八碳醇酯、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯中任一种或多种。
31、可选地，所述抗氧剂为二[(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸]季戊四醇酯。
32、可选地，所述润滑剂选自硬脂酸钙、蒙旦蜡、硬脂酸中任一种或多种。
33、可选地，所述润滑剂为硬脂酸钙和蒙旦蜡，重量比为1：(0.1-5)；优选重量比为1：3。
34、本申请又一方面提供了一种所述高导热系数聚氨酯的制备方法，包括下面步骤：
35、(1)将导热粉体、填料与偶联剂混合，进行粉体预处理，得到预处理粉体；
36、(2)将预处理粉体和剩余制备原料混合，得到混合料；
37、(3)将混合料投入到密炼机中熔融共混、造粒、分级、干燥、包装得成品。
38、可选地，步骤(2)中，混合温度为20-60℃，混合时间10-20min。
39、本申请又一方面提供了一种所述高导热系数聚氨酯在线缆护套、管材，电子电器、汽车中的应用。
40、本申请中线缆护套可以应用在新能源、建筑、轨道交通等。
41、本专利技术与现有技术相比具有以下有益效果：
42、(1)通过导热粉体复配实现高导热性能，同时具有优秀的强度和加工性，能够进行很好的注塑和挤出加工。较传统的金属导热具有质量轻，绝缘安全等优点。
43、(2)本申请高导热系数聚氨酯不仅具有优异的机械性能，同时导热性好，导热系数不低于1.6w·m-1·k-1，且1000本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种高导热系数聚氨酯，其特征在于，按重量份计，制备原料包括：25-55份TPU树脂、40-70份导热粉体、5-8份填料、0.1-2份偶联剂、0-5份耐水解剂、0-0.5份抗氧剂、0-5份润滑剂。
2.根据权利要求1所述高导热系数聚氨酯，其特征在于，所述导热粉体选自六方氮化硼、氮化镁、球形氮化铝、氧化锌、氧化铝、碳化硅中任一种或多种。
3.根据权利要求2所述高导热系数聚氨酯，其特征在于，所述导热粉体包括六方氮化硼、球形氮化铝、氧化铝，重量比为(1-10)：(2-5)：(0.5-1.5)。
4.根据权利要求2所述高导热系数聚氨酯，其特征在于，所述六方氮化硼的D50粒径为5-15微米，所述球形氮化铝的D50粒径为2-15微米，所述氧化铝的D50粒径为1-15微米。
5.根据权利要求1-4任一项所述高导热系数聚氨酯，其特征在于，所述偶联剂为有机金属酯类偶联剂。
6.根据权利要求5所述高导热系数聚氨酯，其特征在于，所述有机金属酯类偶联剂选自钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂、锂酸酯偶联剂、锆酸酯偶联剂中任一种或多种。
7.
8.根据权利要求1所述高导热系数聚氨酯，其特征在于，所述TPU树脂的熔融温度为136-185℃。
9.一种根据权利要求1-8任一项所述高导热系数聚氨酯的制备方法，其特征在于，包括下面步骤：
10.一种根据权利要求1-8任一项所述高导热系数聚氨酯在线缆护套、管材，电子电器、汽车中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种高导热系数聚氨酯，其特征在于，按重量份计，制备原料包括：25-55份tpu树脂、40-70份导热粉体、5-8份填料、0.1-2份偶联剂、0-5份耐水解剂、0-0.5份抗氧剂、0-5份润滑剂。
2.根据权利要求1所述高导热系数聚氨酯，其特征在于，所述导热粉体选自六方氮化硼、氮化镁、球形氮化铝、氧化锌、氧化铝、碳化硅中任一种或多种。
3.根据权利要求2所述高导热系数聚氨酯，其特征在于，所述导热粉体包括六方氮化硼、球形氮化铝、氧化铝，重量比为(1-10)：(2-5)：(0.5-1.5)。
4.根据权利要求2所述高导热系数聚氨酯，其特征在于，所述六方氮化硼的d50粒径为5-15微米，所述球形氮化铝的d50粒径为2-15微米，所述氧化铝的d50粒径为1-15微米。
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【专利技术属性】
技术研发人员：龙双林，蔡建国，范年春，张曦，
申请(专利权)人：上海联景高分子材料有限公司，
类型：发明
国别省市：
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