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摘要:水性聚氨酯(WPU)利用水作为分散介质,具有柔韧性、粘附性、低污染、抗磨损性、无毒性和环境保护等优点,可应用于橡胶、涂料、纺织品合成革等诸多领域。但是,由于WPU缺乏稳定的交联键,导致其耐溶剂性差、电性能和热学性能不佳等,使其应用领域受到限制。因此,有多种方法可以提高WPU的性能。一种常见的方法是添加交联剂制备紫外线固化的WPU;另一种方法是通过将碳纳米管、粘土或图形等无机填充材料引入WPU,生产有机和无机混合物。基于此,本篇文章对水性聚氨酯导热复合材料的制备及性能进行研究,以供参考。
关键词:水性聚氨酯导热复合材料;制备;性能
引言
随着电子科学技术的发展,微型集成电路和电子元器件逐渐向高性能化、智能化方向发展,工作频率急剧升高,容易造成微型集成电路和电子元器件温度升高,由于在封闭空间内,电子元器件及配件使用可靠性将受到极大的影响。聚合物作为微型集成电路和电子元器件热界面材料研究由来已久,但导热性能较差,需要添加高导热填料提高其导热率以达到使用要求。但是,填料的添加会使高分子复合材料的机械性能、耐水性降低。因此,对聚合物进行改性时,选择合适的填料以及适当的填充量显得尤为关键。
1原料、试剂与仪器
深圳吉田化工有限公司工业级水性聚氨酯1926(WPU);炭黑(CB,40B2,125平方米/克,平均粒径23nm,pH 8),o ' brien hanhua关键词硅烷代理协理KH550、AR、山东友苏华公科技有限公司;聚氨酯加厚(612),三晋化工有限公司;无水乙醇、空气、天津富馀精细化工有限公司;去离子水里,自己去做。nicoletis 5 fourier红外线光谱仪,satsuma shields technology,美利坚合众国;MAIA3XMH扫描电子显微镜,泰斯肯(中国)有限公司;PYris603190148美国PE公司重型医疗分析员;上海市第六计量厂高强度数字pc 68nanozs 90英国马尔文仪器有限公司绘制激光粒度;em 24501通用试验机,深圳泰瑟枪仪器设备有限公司;Z3003D打印机,北京惠天威科技有限公司。
2实验方法
(1)图形分散。在浓度为0.2mg/ml的图形溶液中加入0.004g的脱盐水、无水乙醇、DMF和PVAL水溶液,以及PVP水溶液(在两种水溶液中),散射和搅拌1h。随后,在散射器中无声地观察到图形的散射。为了进一步评估分散剂对不同浓度下图形分散剂溶液稳定性的影响,选用了上述最后四种分散剂,分别采用浓度为0.4、0.6、0.8mg/ml、超声分散剂和1小时搅拌、图形分散剂静态观察以及离心机10000r/min的图形分散剂配置5%、10%、15%、20%、25% PVAL水溶液,确定pval的最佳用途,并用于制备柔性导电复合材料。(2)柔性导电复合材料的制备。将不同等级的图形(分别为0%、0.5%、1%、2 %、3%的WPU质量)与WPU(无分散剂)混合,在室温下混合4小时的磁力,测试电气和机械特性,确定2%的最佳图形含量;以100 : 0、90 : 10、80 : 20、70 : 30、60 : 40的质量/质量比率混合WPU和PVAL,以确定PVAL水溶液的最佳用途。在PVAL水溶液中加入2%的图形,超声搅拌,散射1h得到图形散射液;然后将WPU按规定比例添加到图形散射解决方案中,并在室温下用磁铁取代4小时;最后,将制备的产品倒入聚四氟乙烯板,使其自然流动,然后在室温12小时后将其放入50℃干燥器,固化10h,得到柔性导电复合材料。
3结果与讨论
3.1耐水性、耐乙醇性和水接触角分析
G2含量对G2-WPU胶膜吸水率、乙醇溶胀率和水接触角的影响见图1。由图可见,随G2含量的增加,G2-WPU胶膜耐水性和耐乙醇性变差。这主要是因为在实验过程中,APTES改性GO,内部会存在未改性的导热填料,当G2含量增加时,这部分含量就会增加,使涂层间的紧密程度降低,导致胶膜表面涂层产生一定数量的空洞,使水分子和乙醇分子更易进入胶膜内部。随G2含量的增加,胶膜水接触角变大,这是因为高含量G2在WPU中分散性变差,导致胶膜的粗糙程度增加,疏水能力提高。另一方面,由于还原剂DEA的作用,导致G1表面含氧官能团全部还原,导致亲水能力降低,水接触角增大。
图1G2含量对G2-WPU胶膜吸水率、乙醇溶胀率和水接触角的影响
3.3胶膜的力学性能
复合粘接薄膜的力学性能示意图见图2。如图2所示,随着SiO2-GO质量分数的增加,膜的抗拉强度增大。当SiO2-GO质量分数为0.7%时,膜的抗拉强度从15.85MPa提高到50.14 MPa;SiO2-GO质量分数大于0.7%时,膜的抗拉强度降低。一方面,混合材料可以承受拉伸过程的部分负荷,阻止应力集中,促进橡胶薄膜抗拉强度的提高;另一方面,SiO2-GO提高了聚氨酯基体的兼容性和共混负载与聚合物基体的界面,有利于其在基体中的有效均匀分布,提高了复合膜的抗拉强度。SiO 2-GB填充材料添加过多时,会影响其在聚氨酯基体中的分散性,并且有影响复合薄膜力学性能的局部会议。随着SiO 2-GB质量分数的不断提高,胶片破裂的时间越来越短。
图2SiO2-GO/WPUA力学性能图
结束语
以GO为原料,APTES水解产生的硅羟基与含氧化能团进行缩合反应,再利用DEA进行还原,得到改性石墨烯。将其作为导热填料与WPU原位聚合,得到复合乳液,干燥成膜得到样品。
参考文献
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