本发明专利技术涉及绝缘材料技术领域，且公开了一种导热型的氮化硼‑改性聚脲绝缘复合材料及其制法，包括以下配方原料：氮化硼‑氧化石墨烯复合材料、硅烷偶联剂、聚醚胺、马来酸二丁酯、二甲硫基甲苯二胺、六亚甲基二异氰酸酯三聚体。该一种导热型的氮化硼‑改性聚脲绝缘复合材料及其制法，氮化硼‑氧化石墨烯复合材料增加了聚脲材料的导热系数和热导率，六方氮化硼增加了复合材料的介电常数，增大了材料的介电损耗，十七氟癸基三乙氧基硅烷增强了氮化硼‑氧化石墨烯复合材料与聚脲材料之间的相容性和分散性，二甲硫基甲苯二胺作为扩链剂，巯基基团增大了聚脲材料的空间位阻效应，提高了聚脲材料的击穿场强和体积电阻率。
A thermal conductive boron nitride modified polyurea insulation composite and its preparation
【技术实现步骤摘要】
一种导热型的氮化硼-改性聚脲绝缘复合材料及其制法
本专利技术涉及绝缘材料领域，具体为一种导热型的氮化硼-改性聚脲绝缘复合材料及其制法。
技术介绍
随着电气电子部件的高密度化和高集成化不断发展，对电气电子各部件的整体性能有着更高的要求，不仅要求材料在常温下具有防湿防水性，而且需要材料在高温和湿热环境下也具较高的安全性能，并且电气电子部件容易造成热量积聚，引起使用寿命减短和安全性等问题。聚脲是由异氰酸酯与氨基化合物反应生成的一种弹性体物质，聚脲可以分为纯聚脲和半聚脲，聚脲是碳酸的聚酰胺，脲基团极性大，分子之间可以形成大量的氢键，因此聚脲的熔点较高，韧性较大，具有防腐、防水、耐磨等性能，聚脲在混凝土防护、金属结构防腐、建筑材料防水等方面具有广泛的应用，但是目前的聚脲材料的绝缘性能较差，并且聚脲材料的导热性不高，大大降低了聚脲材料在电气设备方面的适用性和实用性。（一）解决的技术问题针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种导热型的氮化硼-改性聚脲绝缘复合材料及其制法，解决了聚脲材料绝缘性较差，导热性不高的问题。（二）技术方案为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种导热型的氮化硼-改性聚脲绝缘复合材料及其制法，包括以下按重量份数计的配方原料：16-38份氮化硼-氧化石墨烯复合材料、4-8份硅烷偶联剂、20-25份聚醚胺、5-9份马来酸二丁酯、10-14份二甲硫基甲苯二胺、23-28份六亚甲基二异氰酸酯三聚体。优选的，所述硅烷偶联剂为十七氟癸基三乙氧基硅烷。优选的，所述聚醚胺为聚醚胺T5000。优选的，所述氮化硼-氧化石墨烯复合材料制备方法包括以下步骤：（1）向反应瓶中加入适量的蒸馏水，再依次加入六方氮化硼、氧化石墨烯和分散剂十二烷基磺酸钠，将反应瓶置于超声分散仪中，加热至60-70℃，进行超声分散处理3-4h，再加入聚乙烯醇，进行超声1-2h，将溶液使用孔径为1-3um的滤纸过滤除去溶剂，使用适量蒸馏水洗涤固体产物，并充分干燥。（2）将固体产物置于行星球磨机中，进行球磨，直至物料全部通过500-800目网筛，将物料置于气氛电阻炉中，升温速率为5-10℃，升至1220-1250℃，在N2氛围下煅烧3-4h，制备得到氮化硼-氧化石墨烯复合材料。优选的，所述六方氮化硼、氧化石墨烯、十二烷基磺酸钠和聚乙烯醇，四者质量比为16-18:1:0.6-0.8:2.5-3。优选的，所述导热型的氮化硼-改性聚脲绝缘复合材料制备方法包括以下步骤：（1）向反应瓶中加入适量的N,N-二甲基甲酰胺溶剂，并置于恒温水浴锅中加热至60-70℃，再加入20-25份聚醚胺T5000，匀速搅拌并缓慢滴加5-9份马来酸二丁酯，将温度升至85-95℃，匀速搅拌反应25-30h，将溶液冷却至室温，减压蒸馏除去溶剂，制备得到改性聚醚胺。（2）向反应瓶中加入甲苯溶剂，再加入10-14份二甲硫基甲苯二胺和上述步骤（1）制得的改性聚醚胺，在110-120℃下，匀速搅拌回流反应5-8h，将溶液冷却至室温，减压蒸馏除去溶剂，制备得到扩链聚醚胺。（3）向反应瓶中加入适量的丙酮和乙醇混合溶剂，两者体积比为1:2-3，再加入4-8份硅烷偶联剂、16-38份氮化硼-氧化石墨烯复合材料、23-28份六亚甲基二异氰酸酯三聚体和上述步骤（2）制得的扩链聚醚胺，将反应瓶置于超声分散仪中，加热至70-80℃，超声频率为22-28KHz，进行超声分散处理4-6h，并完全蒸发丙酮和乙醇混合溶剂，制备得到导热型的氮化硼-改性聚脲绝缘复合材料。（三）有益的技术效果与现有技术相比，本专利技术具备以下有益的技术效果：该一种导热型的氮化硼-改性聚脲绝缘复合材料及其制法，使用六方氮化硼与氧化石墨烯通过聚乙烯醇，相互交联形成复合材料，氧化石墨烯具有比表面积大、孔隙率高等优点，可以使六方氮化硼很好地负载在石墨烯中，避免了氮化硼团聚形成大颗粒，氮化硼-氧化石墨烯复合材料具有优异的导热性能，大幅增加了聚脲材料的导热系数和热导率，并且六方氮化硼增加了复合材料的介电常数，增大了材料的介电损耗，使聚脲材料表现出良好的介电性能和绝缘性能。该一种导热型的氮化硼-改性聚脲绝缘复合材料及其制法，使用十七氟癸基三乙氧基硅烷改性氮化硼-氧化石墨烯复合材料，增强了氮化硼-氧化石墨烯复合材料与聚脲材料之间的相容性和分散性，避免了氮化硼-氧化石墨烯复合材料在聚脲材料中聚集和结块的现象，同时十七氟癸基三乙氧基硅烷具有强烈的疏水性，提高了聚脲材料的疏水性能，减少了水分子在聚脲材料表面的吸附和附着，从而降低了材料的导电性，增强了聚脲材料的绝缘性能。该一种导热型的氮化硼-改性聚脲绝缘复合材料及其制法，使用二甲硫基甲苯二胺作为扩链剂接枝聚醚胺形成聚脲材料，二甲硫基甲苯二胺中的巯基增大了聚脲材料的空间位阻效应，增加了聚脲材料中载流子的移动路径，从而提高了聚脲材料的击穿场强，并且二甲硫基甲苯二胺使聚脲分子之间形成大量的氢键，提高了聚脲材料的体积电阻率，大幅增强了聚脲材料的绝缘性能。具体实施方式为实现上述目的，本专利技术提供如下具体实施方式和实施例：一种导热型的氮化硼-改性聚脲绝缘复合材料及其制法，包括以下按重量份数计的配方原料：16-38份氮化硼-氧化石墨烯复合材料、4-8份硅烷偶联剂、20-25份聚醚胺、5-9份马来酸二丁酯、10-14份二甲硫基甲苯二胺、23-28份六亚甲基二异氰酸酯三聚体，硅烷偶联剂为十七氟癸基三乙氧基硅烷，聚醚胺为聚醚胺T5000。氮化硼-氧化石墨烯复合材料制备方法包括以下步骤：（1）向反应瓶中加入适量的蒸馏水，再依次加入六方氮化硼、氧化石墨烯和分散剂十二烷基磺酸钠，将反应瓶置于超声分散仪中，加热至60-70℃，进行超声分散处理3-4h，再加入聚乙烯醇，六方氮化硼、氧化石墨烯、十二烷基磺酸钠和聚乙烯醇，四者质量比为16-18:1:0.6-0.8:2.5-3，进行超声1-2h，将溶液使用孔径为1-3um的滤纸过滤除去溶剂，使用适量蒸馏水洗涤固体产物，并充分干燥。（2）将固体产物置于行星球磨机中，进行球磨，直至物料全部通过500-800目网筛，将物料置于气氛电阻炉中，升温速率为5-10℃，升至1220-1250℃，在N2氛围下煅烧3-4h，制备得到氮化硼-氧化石墨烯复合材料。导热型的氮化硼-改性聚脲绝缘复合材料制备方法包括以下步骤：（1）向反应瓶中加入适量的N,N-二甲基甲酰胺溶剂，并置于恒温水浴锅中加热至60-70℃，再加入20-25份聚醚胺T5000，匀速搅拌并缓慢滴加5-9份马来酸二丁酯，将温度升至85-95℃，匀速搅拌反应25-30h，将溶液冷却至室温，减压蒸馏除去溶剂，制备得到改性聚醚胺。（2）向反应瓶中加入甲苯溶剂，再加入10-14份二甲硫基甲苯二胺和上述步骤（1）制得的改性聚醚胺，在110-120℃下，匀速搅拌回流反应5-8h，将溶液冷却至室温，减压蒸馏除去溶剂，制备得到扩链聚醚胺。（3）向反应瓶中加入适量的丙酮和乙醇混合溶剂，两者本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种导热型的氮化硼-改性聚脲绝缘复合材料，包括以下按重量份数计的配方原料，其特征在于：16-38份氮化硼-氧化石墨烯复合材料、4-8份硅烷偶联剂、20-25份聚醚胺、5-9份马来酸二丁酯、10-14份二甲硫基甲苯二胺、23-28份六亚甲基二异氰酸酯三聚体。/n
【技术特征摘要】
1.一种导热型的氮化硼-改性聚脲绝缘复合材料，包括以下按重量份数计的配方原料，其特征在于：16-38份氮化硼-氧化石墨烯复合材料、4-8份硅烷偶联剂、20-25份聚醚胺、5-9份马来酸二丁酯、10-14份二甲硫基甲苯二胺、23-28份六亚甲基二异氰酸酯三聚体。
2.根据权利要求1所述的一种导热型的氮化硼-改性聚脲绝缘复合材料，其特征在于：所述硅烷偶联剂为十七氟癸基三乙氧基硅烷。
3.根据权利要求1所述的一种导热型的氮化硼-改性聚脲绝缘复合材料，其特征在于：所述聚醚胺为聚醚胺T5000。
4.根据权利要求1所述的一种导热型的氮化硼-改性聚脲绝缘复合材料，其特征在于：所述氮化硼-氧化石墨烯复合材料制备方法包括以下步骤：
（1）向蒸馏水溶剂中加入六方氮化硼、氧化石墨烯和分散剂十二烷基磺酸钠，将溶液在60-70℃下，进行超声分散处理3-4h，再加入聚乙烯醇，进行超声1-2h，将溶液过滤除去溶剂、洗涤固体产物，干燥。
（2）将固体产物球磨，直至物料全部通过500-800目网筛，将物料置于气氛电阻炉中，升温速率为5-10℃，升至1220-1250℃，在N2氛围下煅烧3-4h，制备得到氮化硼-氧化石墨烯复合材料...
【专利技术属性】
技术研发人员：罗更荣，
申请(专利权)人：罗更荣，
类型：发明
国别省市：浙江;33
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