【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于聚氨酯弹性体及其制备的，具体涉及一种兼具导热和自清洁的tpu材料及其制备方法与应用。
技术介绍
1、在当今的电子
，随着第三代互联网技术（web3）与第五代通信技术（5g）的全面普及，电子元器件正朝着高度集成化、功能多样化以及轻质柔性化的方向发展。这一趋势对导热填料提出了新的要求，尤其是在智能手机等便携式电子设备中，由于内部元器件密集且运行功耗高，热量管理成为了一个亟待解决的关键问题。
2、传统的导热填料虽然在一定程度上能够满足基本的散热需求，但随着电子产品的性能提升和尺寸减小，对导热填料的性能要求也日益提高。特别是在高度集成的电子设备内部，热量的有效散发对于保持设备稳定运行、延长使用寿命至关重要。然而，现有的导热填料往往缺乏自清洁能力，长期使用过程中，材料表面容易积聚灰尘、油脂等污染物，这不仅影响美观，更重要的是会阻碍热量的有效传递，降低热管理效率。
3、热塑性聚氨酯(简称tpu)弹性体是由硬链段与软链段交互嵌段共聚形成的线型聚合物。tpu拥有抗拉、耐磨和耐热等物理性能、类似于橡胶的弹性，且tpu能以热塑性材料的加工工艺，比如注塑、挤出、吹塑、压延以及搪塑等方式进行加工。随着用量增长，tpu已成为材料行业重要组成部分，其主要应用于鞋材、3c护套、管材以及薄膜等领域。
4、tpu在电子产品的制造中也得到了广泛应用，主要在绝缘层与保护层材料、外壳材料、按键与按钮材料、密封件与垫圈材料、连接件与固定件材料、触摸屏保护膜材料、缓冲材料几个方面有所涉及。然而，传统的tpu材料在导热
技术实现思路
1、本专利技术要解决的技术问题是克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种兼具导热和自清洁的tpu材料，兼具导热和自清洁功能，在提升散热性能的同时，减少材料表面的污染，延长电子产品的使用寿命，本专利技术还提供其制备方法与应用。
2、本专利技术所述的兼具导热和自清洁的tpu材料，是由以下组分按照重量份数制成的：
3、聚酯多元醇50~57份；
4、异氰酸酯32~37份；
5、扩链剂10~12份；
6、加工助剂0.8~1.2份；
7、催化剂0.01~0.02份；
8、导热填料10~20份；
9、疏水疏油填料5~10份；
10、所述的疏水疏油填料是以正硅酸四乙酯和聚二甲基硅氧烷为有机组分，以疏水性纳米二氧化硅颗粒为无机组分，通过在碱性条件下水解缩合，进行有机无机杂化制备得到。
11、所述聚酯多元醇为饱和脂肪族聚酯多元醇、不饱和脂肪族聚酯多元醇、芳香族聚酯多元醇或混酸系聚酯多元醇中的一种，聚酯多元醇的数均分子量为1000~4000，优选为饱和脂肪族聚酯多元醇。具体的，所述聚酯型多元醇为聚己二酸乙二醇酯二醇、聚己二酸-1,4-丁二醇酯二醇、聚己二酸己二醇酯二醇、聚己二酸乙二醇-1,4-丁二醇酯二醇、聚己二酸-1,4-丁二醇-己二醇酯二醇中的一种。
12、所述异氰酸酯为4,4'-二苯甲烷二异氰酸酯、1,6-己二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯或对苯二异氰酸酯中的一种，优选为4,4'-二苯甲烷二异氰酸酯（mdi-100）。
13、所述扩链剂为碳原子数为2~6的烷二醇。具体为乙二醇、二甘醇、丙二醇、二丙二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇、1,3-丁二醇、1,5-戊二醇或新戊二醇中的一种，优选为1,4-丁二醇（bdo）。
14、所述加工助剂为抗氧剂、润滑剂或紫外线吸收剂中的一种或多种；所述催化剂为有机钛催化剂、有机锡催化剂或有机胺催化剂中的一种或多种，优选为有机锡催化剂。
15、所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂和/或亚磷酸酯类抗氧剂，优选为四[β-（3,5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯（1010）、双（2,4-二叔丁基苯酚）季戊四醇二亚磷酸酯（626）、三[2,4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯（168）或硫代二丙酸双十二醇酯（dltdp）中的一种或多种。
16、所述润滑剂为酰胺蜡和/或褐煤蜡，优选的润滑剂为wax-c、wax-e中的一种或多种，更优选为wax-c。
17、所述紫外线吸收剂为甲醚类和/或受阻氨类；优选的紫外线吸收剂为uv-1、770中的一种或多种，更优选为uv-1。
18、所述导热填料为碳基类导热填料或陶瓷类导热填料的一种或多种，优选为陶瓷类导热填料，陶瓷类导热填料主要包括碳化硅（sic）、氧化铝（al2o3）、氮化铝（aln），也可以优选为采用六方氮化硼（h-bn）自制得到的氮化硼纳米片（bnnss），更优选为bnnss，碳基类导热填料石墨烯。所述的采用六方氮化硼（h-bn）自制得到氮化硼纳米片（bnnss）的步骤为：称取1.0g~2.0gh-bn粉末于烧杯中，并加入200~300ml质量比为1:1~1:2的异丙醇/去离子水混合溶液，经充分搅拌后置于超声功率为600~1000w的超声细胞粉碎机中进行超声剥离，时长设置为4~6h，超声温度为23~30℃，超声结束后，将所得溶液置于台式高速离心机中进行离心处理，首先以3000~5000rpm的速度离心15~30min，去除溶液中的较大颗粒，再取上清液以9000~12000rpm的速度离心30~60min，获得超声剥离的粗导热填料，将所得粗导热填料用去离子水充分清洗多次，去除残留的异丙醇，再置于65~80℃的电热鼓风干燥箱中，得到bnnss导热填料。
19、所述疏水疏油填料中的有机组分与无机组分的质量比为1:3~1:4，所述有机组分中正硅酸四乙酯和聚二甲基硅氧烷的质量比为1:1~1:2。
20、具体的，所述疏水疏油填料的制备方法为：
21、第一步，将5~10g纳米二氧化硅加入装有50~100ml无水乙醇的烧杯中，在室温下用磁力搅拌器充分搅拌30~60min，然后将其放在超声波仪器中超声20~30min，保证二氧化硅在无水乙醇中均匀的分散；
22、第二步，在烧杯中依次滴加1~2g正硅酸四乙酯，1~2g聚二甲基硅氧烷；
23、第三步，向上述溶液中同时加入0.6~1.0g氨水和9~13g去离子水，在室温下用磁力搅拌器连续搅拌1~2h，得到超疏水疏油浆液；
24、第四步，将制备的超疏水疏油浆液置于烘干器中烘干，得到疏水疏油填料。
25、所述的兼具导热和自清洁的tpu材料的制备方法，包括以下步骤：将加工助剂溶于聚酯多元醇后，并与扩链剂一起注入到双螺杆挤出机，同时将异氰酸酯注入到双螺杆挤出机，并将催化剂注入到双螺杆挤出机，混合后的物料在螺杆中反应塑化，并经过水下切系统造粒，得到tpu颗粒，将得到的tpu颗粒分散到溶剂中，溶解后加入导热填料和疏水疏油填料，混合均匀，挥发溶剂后，得到兼具导热和自清洁的tpu材料。
26、所述双螺杆挤出机的挤出温度为130~220℃，螺杆转速为170~230rpm；所述将得到的tpu颗粒分散到质量比为1:1~1:2的本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种兼具导热和自清洁的TPU材料，其特征在于：是由以下组分按照重量份数制成的：
2.根据权利要求1所述的兼具导热和自清洁的TPU材料，其特征在于：所述聚酯多元醇为饱和脂肪族聚酯多元醇、不饱和脂肪族聚酯多元醇、芳香族聚酯多元醇或混酸系聚酯多元醇中的一种，聚酯多元醇的数均分子量为1000~4000。
3.根据权利要求1所述的兼具导热和自清洁的TPU材料，其特征在于：所述异氰酸酯为4,4'-二苯甲烷二异氰酸酯、1,6-己二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯或对苯二异氰酸酯中的一种。
4.根据权利要求1所述的兼具导热和自清洁的TPU材料，其特征在于：所述扩链剂为碳原子数为2~6的烷二醇。
5.根据权利要求1所述的兼具导热和自清洁的TPU材料，其特征在于：所述加工助剂为抗氧剂、润滑剂或紫外线吸收剂中的一种或多种；所述催化剂为有机钛催化剂、有机锡催化剂或有机胺催化剂中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的兼具导热和自清洁的TPU材料，其特征在于：所述导热填料为碳基类导热填料或陶瓷类导热填料的一种。
7.根据权利要求1所述的兼
8.一种权利要求1-7任一项所述的兼具导热和自清洁的TPU材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：将加工助剂溶于聚酯多元醇后，并与扩链剂一起注入到双螺杆挤出机，同时将异氰酸酯注入到双螺杆挤出机，并将催化剂注入到双螺杆挤出机，混合后的物料在螺杆中反应塑化，并经过水下切系统造粒，得到TPU颗粒，将得到的TPU颗粒分散到溶剂中，溶解后加入导热填料和疏水疏油填料，混合均匀，挥发溶剂后，得到兼具导热和自清洁的TPU材料。
9.根据权利要求8所述的兼具导热和自清洁的TPU材料的制备方法，其特征在于：所述双螺杆挤出机的挤出温度为130~220℃，螺杆转速为170~230rpm；所述将得到的TPU颗粒分散到DMF、乙酸乙酯的混合溶剂中，溶解后加入导热填料和疏水疏油填料，通过超声的方式混合均匀。
10.一种权利要求1-7任一项所述的兼具导热和自清洁的TPU材料的应用，其特征在于：将制得的兼具导热和自清洁的TPU材料用于生产手机保护套。
...【技术特征摘要】
1.一种兼具导热和自清洁的tpu材料，其特征在于：是由以下组分按照重量份数制成的：
2.根据权利要求1所述的兼具导热和自清洁的tpu材料，其特征在于：所述聚酯多元醇为饱和脂肪族聚酯多元醇、不饱和脂肪族聚酯多元醇、芳香族聚酯多元醇或混酸系聚酯多元醇中的一种，聚酯多元醇的数均分子量为1000~4000。
3.根据权利要求1所述的兼具导热和自清洁的tpu材料，其特征在于：所述异氰酸酯为4,4'-二苯甲烷二异氰酸酯、1,6-己二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯或对苯二异氰酸酯中的一种。
4.根据权利要求1所述的兼具导热和自清洁的tpu材料，其特征在于：所述扩链剂为碳原子数为2~6的烷二醇。
5.根据权利要求1所述的兼具导热和自清洁的tpu材料，其特征在于：所述加工助剂为抗氧剂、润滑剂或紫外线吸收剂中的一种或多种；所述催化剂为有机钛催化剂、有机锡催化剂或有机胺催化剂中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的兼具导热和自清洁的tpu材料，其特征在于：所述导热填料为碳基类导热填料或陶瓷类导热填料的一种。
7.根据权利要求1所述的兼具导热和自清洁的tpu材...
【专利技术属性】
技术研发人员：张寰，鞠伟坦，王亚军，贺宽宽，黄连超，伊廷法，李颖，
申请(专利权)人：山东一诺威聚氨酯股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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