一种耐热导热聚氨酯材料的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及聚氨酯材料技术领域，尤其涉及一种耐热导热聚氨酯材料的制备方法。
【背景技术】
[0002]聚氨酯弹性体具有高强度、高弹性、高伸长率的特点，并且具有优异的耐磨性、耐油性、耐撕裂性、耐化学品性，减震性能好，硬度的调节范围大，在许多领域获得广泛的应用，但聚氨酯弹性体在动态条件下产生较大的内生热，而聚氨酯弹性体的耐热性能较差，在高温条件下，力学性能下降明显，导致弹性体在动态、温度较高的条件下使用，其外形尺寸将发生改变，且硬度、强度和模量性能均下降，从而限制了聚氨酯弹性体在动态及高温工作条件下的应用。
【发明内容】
[0003]基于【背景技术】存在的技术问题，本发明提出了一种耐热导热聚氨酯材料的制备方法，本发明耐热性好，导热快，机械强度高。
[0004]本发明提出的一种耐热导热聚氨酯材料的制备方法，包括如下步骤:
[0005]S1、制备预聚体:将氧化石墨烯加入聚己二酸乙二醇酯1000中，超声分散均匀，干燥，调节温度，加入2，4-甲苯二异氰酸酯和二月桂酸二丁基锡，保温搅拌，升温，保温搅拌，纯化，真空脱泡，升温得到预聚体；
[0006]S2、制备扩链剂:将2-溴-5-硝基-三氟甲基苯溶解于N，N 二甲基甲酰胺中，加入碳酸钾、对苯二酚二羟乙基醚，升温，保温搅拌，纯化得到中间物料；升温，将中间物料、乙二醇单甲醚、活性炭、六水合三氯化铁混匀，搅拌至中间物料溶解，滴加水合肼水溶液，回流，过滤，将滤液倒入盐酸水溶液中，加入氢氧化钠水溶液调节pH，纯化，恪融得到扩链剂；
[0007]S3、制备耐热导热聚氨酯:将扩链剂加入预聚体中，混匀，硫化得到耐热导热聚氨酯材料。
[0008]优选地，S1中，将氧化石墨烯加入聚己二酸乙二醇酯1000中，调节功率为400-600W，超声4-5h，升温至100-120°C，真空干燥4_5h，调节温度为55_65°C，加入2，4-甲苯二异氰酸酯和二月桂酸二丁基锡，保温搅拌40-60min，升温至75_85°C，保温搅拌3_4h，升温至150-170Γ，减压蒸出未反应的2，4-甲苯二异氰酸酯，真空脱泡，升温至70-80°C得到预聚体。
[0009]优选地，S1中，聚己二酸乙二醇酯1000中-0H和2，4_甲苯二异氰酸酯中-NC0的摩尔比为1:3-5。
[0010]优选地，S1中，氧化石墨烯、二月桂酸二丁基锡和2，4-甲苯二异氰酸酯的重量比为 0.8-1.2:0.6-0.8:100o
[0011]优选地，S2中，将2-溴-5-硝基-三氟甲基苯溶解于Ν，Ν 二甲基甲酰胺中，加入碳酸钾、对苯二酚二羟乙基醚，升温至120-140°C，保温搅拌20-28h，过滤，取滤液减压蒸发N，N 二甲基甲酰胺得到中间物料；升温至100-120°C，将中间物料、乙二醇单甲醚、活性炭、六水合三氯化铁，搅拌至中间物料溶解，滴加质量分数为80-90wt %水合肼水溶液，回流8-12h，过滤，将滤液缓慢倒入质量分数为15-25wt %盐酸水溶液中；加入氢氧化钠水溶液调节pH = 11-12，过滤，水洗，用乙醇重结晶，熔融得到扩链剂。
[0012]优选地，S2中，2-溴-5-硝基-三氟甲基苯、碳酸钾、对苯二酚二羟乙基醚的重量比为 2.8-3.2:1:1.4-1.6。
[0013]优选地，S2中，中间物料、乙二醇单甲醚、活性炭、六水合三氯化铁、水合肼水溶液、盐酸水溶液的重量比为 160-170:270-300:9.5-10.5:1_1.5:38-43:600_700。
[0014]优选地，S2中，水合肼水溶液需在lh内滴加完毕。
[0015]优选地，S3中，将扩链剂加入预聚体中，以500-700r/min的速度搅拌l_2min，升温至110-120°C，调节压力为10-12MPa，一次硫化15_30min，调节温度为100-110°C，二次硫化20-24h得到耐热导热聚氨酯材料。
[0016]优选地，S3中，预聚体和扩链剂的重量比为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，乙醇是重结晶的溶剂，不规定其用量，根据具体操作确定用量。
[0018]本发明选用的氧化石墨烯具有优异的热稳定性、机械性能和导热性，氧化石墨烯上的-0H可与2，4-甲苯二异氰酸酯反应，一方面氧化石墨烯均匀的分散在聚己二酸乙二醇酯1000中，与2，4-甲苯二异氰酸酯反应，使反应生成的预聚体中均匀分散着氧化石墨烯，大大增加本发明的热稳定性、导热性和机械性能，另一方面2，4-甲苯二异氰酸酯中-NC0的摩尔数大于聚己二酸乙二醇酯1000中-0H的摩尔数，聚己二酸乙二醇酯1000和2，4-甲苯二异氰酸酯反应得到的预聚体分子链结构整齐，可以大大增加本发明的耐热性和机械性能，氧化石墨烯与聚己二酸乙二醇酯1000协同作用，并均与2，4-甲苯二异氰酸酯反应，得到的预聚体具有整齐的链结构和均匀分散的氧化石墨烯，可以大大增加本发明的导热性、耐热性和机械性能；对苯二酚二羟乙基醚经2-溴-5-硝基-三氟甲基苯改性得到的扩链剂中含有氟基团，此扩链剂与预聚体反应，将氟基团引入聚氨酯中，大大增加了本发明的耐热性，阻燃性和机械性能；氟基团、均匀分散的氧化石墨烯、整齐的链结构相互协调，相互作用，大大增加了本发明的耐热性，导热性和机械性能。
【具体实施方式】
[0019]下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
[0020]实施例1
[0021]—种耐热导热聚氨酯材料的制备方法，包括如下步骤:
[0022]S1、制备预聚体:将氧化石墨烯加入聚己二酸乙二醇酯1000中，调节功率为400W，超声5h，升温至100°(:，真空干燥511，调节温度为55°(:，加入2，4-甲苯二异氰酸酯和二月桂酸二丁基锡，保温搅拌60min，升温至75°C，保温搅拌4h，升温至150°C，减压蒸出未反应的2，4-甲苯二异氰酸酯，真空脱泡，升温至80°C得到预聚体，其中，聚己二酸乙二醇酯1000的-0H和2，4-甲苯二异氰酸酯的-NC0的摩尔比为1:3，氧化石墨烯、二月桂酸二丁基锡和2，4-甲苯二异氰酸酯的重量比为1.2:0.6:100 ;
[0023]S2、制备扩链剂:将2-溴-5-硝基-三氟甲基苯溶解于N，N 二甲基甲酰胺中，加入碳酸钾、对苯二酚二羟乙基醚，升温至140°C，保温搅拌20h，过滤，取滤液减压蒸发N，N 二甲基甲酰胺得到中间物料；升温至120°C，将中间物料、乙二醇单甲醚、活性炭、六水合三氯化铁，搅拌至中间物料溶解，滴加质量分数为80wt%水合肼水溶液，水合肼水溶液在lh内滴加完毕，回流12h，过滤，将滤液缓慢倒入质量分数为15wt%盐酸水溶液中；加入氢氧化钠水溶液调节pH = 12，过滤，水洗，用乙醇重结晶，熔融得到扩链剂，其中，2-溴-5-硝基-三氟甲基苯、碳酸钾、对苯二酚二羟乙基醚的重量比为2.8:1:1.6，中间物料、乙二醇单甲醚、活性炭、六水合三氯化铁、水合肼水溶液、盐酸水溶液的重量比为160:300:9.5:1.5:38:700 ；
[0024]S3、制备耐热导热聚氨酯:将扩链剂加入预聚体中，以500r/min的速度搅拌2min，升温至110°c，调节压力为12MPa，一次硫化15min，调节温度为110°C，二次硫化20h得到耐热导热聚氨酯材料，其中，预聚体和扩链剂的重量比为4:0.4。
[0025]实施例2
[0026]—种耐热导热聚氨酯材料的制备方法，包括如下步骤:
[0027]S1、制备预聚体:将氧化石墨烯加入聚己二酸乙二醇酯1000中，调节功率为600W，超声4h，升温至120°C，真空干燥4h，调节温度为65°C，加入2，4-甲苯二异氰酸酯和二月桂酸二丁基锡，保温搅拌40min，升温至85°C，保温搅拌3h，升温至170°C，减压蒸出未反应的2，4-甲苯二异氰酸酯，真空脱泡，升温至70°C得到预聚体，其中，聚己二酸乙二醇酯1000的-0H和2，4-甲苯二异氰酸酯的-NC0的摩尔比为1:5，氧化石墨烯、二月桂酸二丁基锡和2，4-甲苯二异氰酸酯的重量比为0.8:0.8:100 ;
[0028]S2、制备扩链剂:将2-溴-5-硝基-三氟甲基苯溶解于N，N 二甲基甲酰胺中，加入碳酸钾、对苯二酚二羟乙基醚，升温至120°C，保温搅拌28h，过滤，取滤液减压蒸发N，N 二甲基甲酰胺得到中间物料；升温至100°C，将中间物料、乙二醇单甲醚、活性炭、六水合三氯化铁，搅拌至中间物料溶解，滴加质量分数为90wt%水合肼水溶液，水合肼水溶液在lh内滴加完毕，回流8h，过滤，将滤液缓慢倒入质量分数为25wt%盐酸水溶液中；加入氢氧化钠水溶液调节pH = 11，过滤，水洗，用乙醇重结晶，熔融得到扩链剂，其中，2-溴-5-硝基-三氟甲基苯、碳酸钾、对苯二酚二羟乙基醚的重量比为3.2:1:1.4，中间物料、乙二醇单甲醚、活性炭、六水合三氯化铁、水合肼水溶液、盐酸水溶液的重量比为170:270:10.5:1:43:600 ;
[0029]S3、制备耐热导热聚氨酯:将扩链剂加入预聚体中，以700r/min的速度搅拌lmin，升温至120°C，调节压力为lOMPa，一次硫化30min，调节温度为100°C，二次硫化24h得到耐热导热聚氨酯材料，其中，预聚体和扩链剂的重量比为2:0.8。
[0030]实施例3
[0031]—种耐热导热聚氨酯材料的制备方法，包括如下步骤:
[0032]S1、制备预聚体:将氧化石墨烯加入聚己二酸乙二醇酯1000中，调节功率为450W，超声4.8h，升温至105°C，真空干燥4.8h，调节温度为57°C，加入2，4-甲苯二异氰酸酯和二月桂酸二丁基锡，保温搅拌55min，升温至77 °C，保温搅拌3.7h，升温至155 °C，减压蒸出未反应的2，4-甲苯二异氰酸酯，真空脱泡，升温至77°C得到预聚体，其中，聚己二酸乙二醇酯1000的-0!1和2，4-甲苯二异氰酸酯的-NC0的摩尔比为1:3.5，氧化石墨烯、二月桂酸二丁基锡和2，4-甲苯二异氰酸酯的重量比为