【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及導熱凝膠，尤其涉及一種高導熱、耐高溫的雙組份無硅聚氨酯導熱凝膠及其制備方法。
技術介紹
1、在現代電子設備中，在led照明、5g通信、新能源汽車和航空航天等領域，隨著電子設備向小型化、高功率密度和輕量化方向發展，傳統的散熱材料和方法已難以滿足散熱需求，亟需開發出高效、環保的新型導熱材料。聚氨酯(polyurethane，pu)是一種常用的高分子材料，因其優良的機械性能和化學穩定性，被廣泛應用于各種領域。其中，無硅聚氨酯(silicone-free?polyurethane，sfpu)因不含有機硅，具有更好的環境友好性和生物兼容性，受到了越來越多的關注。同時，無硅聚氨酯還具有良好的導熱性能，使其成為熱界面材料的有力候選。
2、現有的熱界面材料主要是基于有機硅的導熱凝膠，雖然其具有優異的導熱性能和耐高溫性能。然而，導熱凝膠中的硅油會由于受熱和零部件的擠壓而滲出，這不僅造成對電子設備和元器件的污染，而且嚴重可能引起設備短路，影響使用壽命；另一方面，現有的有機硅導熱凝膠的成型工藝需要進行高溫固化，有機硅樹脂體系中小分子物質會產生揮發，進而污染環境和對人類健康造成影響。因此，無硅的導熱凝膠成為了研究和發展的方向。目前，已有一些關于無硅聚氨酯導熱凝膠的報道。這些導熱凝膠通常通過將聚氨酯預聚物與其他組分混合制備而成，其中可能包含聚醚多元醇、催化劑、抗氧化劑、潤濕分散劑等。然而，這些已有的無硅聚氨酯導熱凝膠的導熱性能、耐高溫性能、生產工藝和成本都還有待提高。
3、盡管無硅聚氨酯導熱凝膠的研究和應用已經取得了
4、本專利技術至少解決上述問題中的一個。
技術實現思路
1、本專利技術的目的在于提供一種無硅聚氨酯導熱凝膠及其制備方法，用于提供一種不包含有機硅的無硅聚氨酯導熱凝膠，兼具導熱性、柔性、耐高溫和耐老性能以及環境友好性。
2、本專利技術的目的采用以下技術方案實現：
3、本專利技術的第一方面，提供一種無硅聚氨酯導熱凝膠，包括第一組分和第二組分；
4、所述第一組分按重量份計，包括：0.5～2.5份第一聚醚多元醇、3～4.5份第一聚酯多元醇、0.4～0.6份分子篩、0.05～0.1份催化劑、0.3～0.5份抗氧化劑、0.3～0.5份潤濕分散劑、92～94份導熱填料；
5、所述第二組分按重量份計，包括：1～2份第二聚醚多元醇、0.5～1.5份第二聚酯多元醇、3～5份異氰酸酯、0.1～0.2份除水劑、0.3～0.5份潤濕分散劑、92～94份導熱填料。
6、在一些可能的實施方式中，所述第一組分與所述第二組分的體積比為4:1。
7、在一些可能的實施方式中，所述第一聚醚多元醇和/或所述第二聚醚多元醇的官能度為2～3、數均分子量為200～5000、粘度為50～1000mpa·s。
8、在一些可能的實施方式中，所述第一聚酯多元醇和/或所述第二聚酯多元醇的官能度為2、數均分子量為1500～1800、粘度為1000～1500mpa·s。
9、在一些可能的實施方式中，所述導熱填料包括氫氧化鋁、氧化鋁、氧化鋅、氧化鎂、氮化硼、氮化鋁中的一種或多種；
10、和/或，所述導熱填料的平均粒徑為1μm～70μm；
11、和/或，所述導熱填料的形狀為球形、類球形、片狀、無規形狀中的一種或多種。
12、在一些可能的實施方式中，所述異氰酸酯包括1，6-己二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯、4，4′-二苯基甲烷二異氰酸酯、甲苯二異氰酸酯中的一種或多種。
13、在一些可能的實施方式中，所述催化劑包括異辛酸鉍、新癸酸鉍、月桂酸鉍、異辛酸鋯、二月桂酸二丁基錫、新癸酸鋅中的一種或多種。
14、在一些可能的實施方式中，所述分子篩包括3a分子篩、4a分子篩、5a分子篩中的一種或多種；
15、在一些可能的實施方式中，所述抗氧化劑包括有機硫代醚、受阻止酚、亞磷酸酯中的一種或多種；
16、在一些可能的實施方式中，所述潤濕分散劑包括byk?w9010、byk?9076、byk?145中的一種或多種。
17、在一些可能的實施方式中，所述除水劑為對甲苯磺酰異氰酸酯。
18、本專利技術的第二方面，提供一種無硅聚氨酯導熱凝膠的制備方法，包括：
19、制備第一組分，所述第一組分包括：第一聚醚多元醇、第一聚酯多元醇、分子篩、催化劑、抗氧化劑、第一潤濕分散劑、第一導熱填料；
20、制備第二組分，所述第二組分包括：第二聚醚多元醇、第二聚酯多元醇、異氰酸酯、除水劑、第二潤濕分散劑、第二導熱填料；
21、將第一組分與第二組分在室溫下混合均勻，真空脫泡后，在室溫或加熱條件下熟化，得到無硅聚氨酯導熱凝膠。
22、在一些可能的實施方式中，其特征在于，制備所述第一組分包括：
23、將所述第一聚醚多元醇和所述第一聚酯多元醇在110～130℃的溫度下進行真空除水，真空除水2～3h后冷卻至50～55℃，得到第一混合液；
24、將所述第一導熱填料在120～130℃的溫度下進行除水，除水時間24～26h，之后冷卻至70～80℃，然后加入所述潤濕分散劑攪拌處理30～60min；得到備用粉體，并將所述備用粉體按重量比分為第一備用粉體和第二備用粉體；
25、向所述第一備用粉體加入所述第一混合液，之后依次加入所述分子篩、催化劑、抗氧化劑，進行研磨攪拌、真空脫泡，得到第一組分；
26、制備所述第二組分包括：
27、將所述第二聚醚多元醇在110～130℃的溫度下進行真空除水，真空除水2～3h后冷卻至50～55℃，得到第二混合液；
28、將異氰酸酯加入所述第二混合液中，加熱至溫度70～80℃進行真空反應2～3h，得到聚氨酯預聚物；
29、將所述第二備用粉體加入到所述聚氨酯預聚物中，之后加入除水劑，進行研磨攪拌、真空脫泡，得到第二組分。
30、在一些可能的實施方式中，第一組分與第二組分的體積比為4:1。
31、與現有技術相比，本專利技術的有益效果至少包括：
32、1、本專利技術的無硅聚氨酯導熱凝膠具有較高的導熱率，導熱率穩定4.0w/m·k以上，可以有效提高電子元件與散熱器之間的熱傳導性能，從而解決現代電子設備中散熱問題，提高設備性能和壽命。
33、2、本專利技術的無硅聚氨酯導熱凝膠具有良好的耐高溫性能，在125℃，1000h的高溫耐老化測本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種無硅聚氨酯導熱凝膠，其特征在于，包括第一組分和第二組分；
2.根據權利要求1所述的無硅聚氨酯導熱凝膠，其特征在于，所述第一組分與所述第二組分的體積比為4:1。
3.根據權利要求1所述的無硅聚氨酯導熱凝膠，其特征在于，所述第一聚醚多元醇和/或所述第二聚醚多元醇的官能度為2～3、數均分子量為200～5000、粘度為50～1000mPa·s。
4.根據權利要求1所述的無硅聚氨酯導熱凝膠，其特征在于，所述第一聚酯多元醇和/或所述第二聚酯多元醇的官能度為2、數均分子量為1500～1800、粘度為1000～1500mPa·s。
5.根據權利要求1所述的無硅聚氨酯導熱凝膠，其特征在于，所述導熱填料包括氫氧化鋁、氧化鋁、氧化鋅、氧化鎂、氮化硼、氮化鋁中的一種或多種；
6.根據權利要求1所述的無硅聚氨酯導熱凝膠，其特征在于，所述異氰酸酯包括1，6-己二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯、4，4′-二苯基甲烷二異氰酸酯、甲苯二異氰酸酯中的一種或多種。
7.根據權利要求1所述的無硅聚氨酯導熱凝膠，其特征在于，所述催化劑包括異辛酸
8.根據權利要求1所述的無硅聚氨酯導熱凝膠，其特征在于，所述分子篩包括3A分子篩、4A分子篩、5A分子篩中的一種或多種。
9.根據權利要求1所述的無硅聚氨酯導熱凝膠，其特征在于，所述抗氧化劑包括有機硫代醚、受阻止酚、亞磷酸酯中的一種或多種。
10.根據權利要求1所述的無硅聚氨酯導熱凝膠，其特征在于，所述潤濕分散劑包括BYKW9010、BYK?9076、BYK?145中的一種或多種。
11.根據權利要求1所述的無硅聚氨酯導熱凝膠，其特征在于，所述除水劑為對甲苯磺酰異氰酸酯。
12.一種無硅聚氨酯導熱凝膠的制備方法，其特征在于，包括：
13.根據權利要求12所述的制備方法，其特征在于，
14.根據權利要求12所述的制備方法，其特征在于，第一組分與第二組分的體積比為4:1。
...【技術特征摘要】
1.一種無硅聚氨酯導熱凝膠，其特征在于，包括第一組分和第二組分；
2.根據權利要求1所述的無硅聚氨酯導熱凝膠，其特征在于，所述第一組分與所述第二組分的體積比為4:1。
3.根據權利要求1所述的無硅聚氨酯導熱凝膠，其特征在于，所述第一聚醚多元醇和/或所述第二聚醚多元醇的官能度為2～3、數均分子量為200～5000、粘度為50～1000mpa·s。
4.根據權利要求1所述的無硅聚氨酯導熱凝膠，其特征在于，所述第一聚酯多元醇和/或所述第二聚酯多元醇的官能度為2、數均分子量為1500～1800、粘度為1000～1500mpa·s。
5.根據權利要求1所述的無硅聚氨酯導熱凝膠，其特征在于，所述導熱填料包括氫氧化鋁、氧化鋁、氧化鋅、氧化鎂、氮化硼、氮化鋁中的一種或多種；
6.根據權利要求1所述的無硅聚氨酯導熱凝膠，其特征在于，所述異氰酸酯包括1，6-己二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯、4，4′-二苯基甲烷二異氰酸酯、甲苯二異氰酸酯中的一種或多種。
【專利技術屬性】
技術研發人員：閆正東，王衛東，劉亞東，劉曉陽，
申請(專利權)人：蘇州天脈導熱科技股份有限公司，
類型：發明
國別省市：
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