【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及界面材料，尤其涉及一种聚氨酯弹性体及其制备方法和应用。
技术介绍
1、软-硬材料界面的热阻一直是改善界面热传输性能的最重要瓶颈之一，这对于电子封装、电池、电子皮肤和医学等广泛应用至关重要。特别地，当结构的特征尺寸接近纳米级时，由于大的界面密度，界面热阻变得越来越重要，甚至主导热传输。众所周知，界面热阻在很大程度上取决于构成界面的材料的声子谱匹配(声学匹配)。然而，由于不同的成分和键性质，软材料和硬材料的声子光谱通常具有大的失配。为了降低界面热阻，在界面处插入中间层以增强声子匹配等策略引起了广泛关注。然而，这些策略通常涉及极其复杂的制造过程和耗时，并且很难获得结构相似的中间层来匹配常见软材料(如环氧树脂、聚氨酯和有机硅)的声子光谱。
2、事实上，许多研究已经证明，粘附能是影响界面热传递的另一个关键因素。通常，软-硬材料界面主要取决于相对较弱的物理相互作用，例如范德华相互作用，并因此呈现大的界面热阻。现有研究证明，两个界面的一对原子之间的范德华相互作用可以用粘附能而不是粘附强度来定量表示。此外，scott t.huxtable等人发现，随着金表面亲水性的增加，界面粘附能增加，热导率线性增加。在界面处形成共价键可以提高粘附能，从而增强界面热传递。然而，这种策略通常不适用于软硬界面，因为在实际应用中，它们通常通过物理手段而不是化学反应结合。
3、总之，如何提高粘附能以降低软-硬材料界面处的界面热阻仍然是本领域亟需解决的问题。
技术实现思路
1、本专利技
2、第一方面，本专利技术提供了一种聚氨酯弹性体，包括以下原料：羟基封端的聚烯烃、二异氰酸酯、环氧单体、第一催化剂、第二催化剂以及溶剂；
3、其中，所述羟基封端的聚烯烃与环氧单体之间的摩尔比为1:(0.01～0.1)。
4、优选的是，所述的聚氨酯弹性体，所述环氧单体包括环氧大豆油、3,4-环氧环己基甲基-3,4-环氧环己基甲酸酯、丙三醇三缩水甘油醚、三羟甲基丙烷三缩水甘油醚中的至少一种。
5、优选的是，所述的聚氨酯弹性体，所述羟基封端的聚烯烃包括羟基封端的聚乙烯、羟基封端的聚丙烯、羟基封端的聚丁二烯、羟基封端的氢化聚丁二烯、羟基封端的聚异戊二烯、羟基封端的氢化聚异戊二烯中的至少一种。
6、优选的是，所述的聚氨酯弹性体，所述二异氰酸酯包括间苯二甲基二异氰酸酯、甲苯-2,4-二异氰酸酯、对苯二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯中的至少一种。
7、优选的是，所述的聚氨酯弹性体，所述第一催化剂包括二月桂酸二丁基锡、异辛酸亚锡、三亚乙基二胺、n,n-二甲基环已胺中的至少一种；
8、和/或，所述第二催化剂包括苄基二甲胺、咪唑、三氟化硼络合物、4-二甲氨基吡啶的至少一种。
9、优选的是，所述的聚氨酯弹性体，所述溶剂包括二氯甲烷、三氯甲烷、甲苯、四氢呋喃中的至少一种。
10、优选的是，所述的聚氨酯弹性体，所述羟基封端的聚烯烃中羟基和二异氰酸酯中异氰酸酯的摩尔比为(1.1～2):1；
11、所述第一催化剂的摩尔量为二异氰酸酯中异氰酸酯摩尔量的0.1～5％；
12、所述羟基封端的聚烯烃与溶剂之间的摩尔比为1:(0.1～10)；
13、所述第二催化剂的摩尔量为环氧单体摩尔量的1～10％。
14、第二方面，本专利技术还提供了一种所述的聚氨酯弹性体的制备方法，包括以下步骤：
15、将羟基封端的聚烯烃、二异氰酸酯、第一催化剂、溶剂混合后，加入环氧单体、第二催化剂，固化，得到聚氨酯弹性体。
16、优选的是，所述的聚氨酯弹性体的制备方法，将羟基封端的聚烯烃、二异氰酸酯、第一催化剂、溶剂于25～80℃下混合，加入环氧单体、第二催化剂，于150～200℃下固化1～6h，得到聚氨酯弹性体。
17、第三方面，本专利技术还提供了一种上述的聚氨酯弹性体或所述的制备方法制备得到的聚氨酯弹性体作为界面材料在电子产品中的应用。
18、本专利技术的相对于现有技术具有以下有益效果：
19、本专利技术的聚氨酯弹性体的制备方法，通过在聚氨酯弹性体中引入环氧单体(如环氧大豆油)来调控弹性体中的氢键强度和浓度，以获得高的粘接功和低的接触热阻聚氨酯弹性体；氢键的引入不仅能增强弹性体的内聚力，而且可以增强与硬界面的粘附性能；当体系中加入环氧单体(如环氧大豆油)后，由于不能产生强氢键的聚合物的引入会降低材料整体的氢键浓度和强度。但是，环氧单体(如环氧大豆油)作为交联剂可以增强弹性体的内聚力以增强粘接功。因此，在适当的环氧单体(如环氧大豆油)的加入下可以获得优异的粘接性能和低热阻。当羟基封端的聚烯烃与环氧单体之间的摩尔比为1:(0.01～0.1)，在上述摩尔比的环氧单体情况下，环氧单体的加入下可以使聚氨酯弹性体具有较高的粘接性能以及较低的热阻。实验表明，当环氧单体为环氧大豆油时，通过加入环氧大豆油调控氢键强度和浓度，制备了高粘接功(13535j·m-2)和低热阻(0.89×10-6m2·k·w-1)的聚氨酯弹性体。
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1.一种聚氨酯弹性体，其特征在于，包括以下原料：羟基封端的聚烯烃、二异氰酸酯、环氧单体、第一催化剂、第二催化剂以及溶剂；
2.如权利要求1所述的聚氨酯弹性体，其特征在于，所述环氧单体包括环氧大豆油、3,4-环氧环己基甲基-3,4-环氧环己基甲酸酯、丙三醇三缩水甘油醚、三羟甲基丙烷三缩水甘油醚中的至少一种。
3.如权利要求1所述的聚氨酯弹性体，其特征在于，所述羟基封端的聚烯烃包括羟基封端的聚乙烯、羟基封端的聚丙烯、羟基封端的聚丁二烯、羟基封端的氢化聚丁二烯、羟基封端的聚异戊二烯、羟基封端的氢化聚异戊二烯中的至少一种。
4.如权利要求1所述的聚氨酯弹性体，其特征在于，所述二异氰酸酯包括间苯二甲基二异氰酸酯、甲苯-2,4-二异氰酸酯、对苯二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯中的至少一种。
5.如权利要求1所述的聚氨酯弹性体，其特征在于，所述第一催化剂包括二月桂酸二丁基锡、异辛酸亚锡、三亚乙基二胺、N,N-二甲基环已胺中的至少一种；
6.如权利要求1所述的聚氨酯弹性体，其特征在于，所述溶剂包括二氯甲烷、三氯甲烷、甲
7.如权利要求1～6任一所述的聚氨酯弹性体，其特征在于，所述羟基封端的聚烯烃中羟基和二异氰酸酯中异氰酸酯的摩尔比为(1.1～2):1；
8.一种如权利要求1～7任一所述的聚氨酯弹性体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
9.如权利要求8所述的聚氨酯弹性体的制备方法，其特征在于，将羟基封端的聚烯烃、二异氰酸酯、第一催化剂、溶剂于25～80℃下混合，加入环氧单体、第二催化剂，于150～200℃下固化1～6h，得到聚氨酯弹性体。
10.如权利要求1～7任一所述的聚氨酯弹性体或权利要求8～9任一所述的制备方法制备得到的聚氨酯弹性体作为界面材料在电子产品中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种聚氨酯弹性体，其特征在于，包括以下原料：羟基封端的聚烯烃、二异氰酸酯、环氧单体、第一催化剂、第二催化剂以及溶剂；
2.如权利要求1所述的聚氨酯弹性体，其特征在于，所述环氧单体包括环氧大豆油、3,4-环氧环己基甲基-3,4-环氧环己基甲酸酯、丙三醇三缩水甘油醚、三羟甲基丙烷三缩水甘油醚中的至少一种。
3.如权利要求1所述的聚氨酯弹性体，其特征在于，所述羟基封端的聚烯烃包括羟基封端的聚乙烯、羟基封端的聚丙烯、羟基封端的聚丁二烯、羟基封端的氢化聚丁二烯、羟基封端的聚异戊二烯、羟基封端的氢化聚异戊二烯中的至少一种。
4.如权利要求1所述的聚氨酯弹性体，其特征在于，所述二异氰酸酯包括间苯二甲基二异氰酸酯、甲苯-2,4-二异氰酸酯、对苯二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯中的至少一种。
5.如权利要求1所述的聚氨酯弹性体，其特征在于，所述第一催化剂...
【专利技术属性】
技术研发人员：曾小亮，曾祥亮，任琳琳，胡煜琦，艾代峰，文志斌，孙蓉，
申请(专利权)人：深圳先进电子材料国际创新研究院，
类型：发明
国别省市：
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