一种高导热石墨烯聚氨酯复合材料及其制备方法与应用与流程

本发明涉及复合材料制备，更具体的公开了一种高导热石墨烯聚氨酯复合材料及其制备方法与应用。

背景技术：

1、聚氨酯主要是具有热塑性的线性结构，它比pvc发泡材料有更好的稳定性、耐化学性、回弹性和力学性能，具有热塑性、强度高、伸长率大、回弹性好、耐磨、耐油、耐老化、耐低温等性能好的优点，在纺织、电子、包装、医疗、汽车等多个领域均有应用，但因其导热性能较差，限制了其在更多领域的应用和发展。基于此，本发明提供了一种高导热石墨烯聚氨酯复合材料及其制备方法与应用，通过引入高导热石墨烯材料，设计出石墨烯聚氨酯层层结构，制备了一种高导热石墨烯聚氨酯复合材料，导热系数高于3000w/m·k，并且该复合材料，工艺上具有纹路多样、颜色多样、易加工等特点，产品具有导热系数高、热容量小、机械强度高、弹性好、耐温等优势，在笔记本电脑、手机、鞋材等轻量化热管理领域具有广阔的应用前景。

技术实现思路

1、本发明主要是提供一种高导热石墨烯聚氨酯复合材料及其制备方法与应用，能够解决传统的聚氨酯材料导热性能较差，限制了其在更多领域的应用和发展的问题。

2、为解决上述技术问题，根据本发明的一个方面，更具体的说是一种高导热石墨烯聚氨酯复合材料及其制备方法与应用，包括以下制备步骤：

3、首先，按照产品类型选用底材，以tpu底材为例，将制作底材的原料放入到挤出机中进行热熔挤出成型，然后进行冷却、拉伸成膜后得到底材；然后将配制均匀的外观层涂料均匀的涂覆在聚酯离型膜的离型面上，并经过烘干后得到外观层；再将配制均匀的粘合层涂料均匀的涂覆在外观层表面，并烘干至半干状态；

4、然后将涂覆有粘合层涂料的外观复合层、底材以及石墨烯导热膜进行辊压复合，再对辊压复合后的产品进行烘干；然后对烘干后的辊压复合产品进行熟成、剥离后得到半成品备用；

5、再将耐刮防污表处液均匀的涂覆在半成品表面，烘干后进行二次表处工艺；最后，将经过表处过的产品，经过熟成、收卷后，即可得到高导热石墨烯聚氨酯复合材料。

6、更进一步的，底材包括单层结构或多层结构的底材，其中，

7、所述单层结构包括以下其中之一：玻纤布、佳积布、超纤布、无纺布、尼龙布、pc、pmma、abs、pp、pe、pa、pom、ps、tpe、tpu、pei、pbt、peek、lcp、pvc；

8、所述多层结构包括以下之一：至少一层pc与至少一层复合层的多层结构、至少一层pmma与至少一层复合层的多层结构、至少一层abs与至少一层复合层的多层结构、至少一层pbt与至少一层复合层的多层结构，其中，所述复合层包括以下之一：pc、abs、pbt、pmma；

9、更进一步的，所述外观层包括以下其中之一：pu外观层、有机硅外观层、tpu外观层三大类。

10、更进一步的，热塑性pu外观涂料的制作原料包括：熔点大于200℃的聚氨酯树脂、耐水解剂、耐黄剂以及适量的色粉。

11、更进一步的，有机硅外观涂料的制作原料包括：乙烯基聚硅氧烷，含氢聚硅氧烷，填料，色浆，催化剂，抑制剂以及交联剂。

12、更进一步的，tpu外观涂料的制作原料包括：氰酸酯、多元醇、3,3'-二氯-4,4'-二氨基苯基甲烷(moca)、有机催化剂、1-3份抗氧化剂、有机硅类流平剂以及无氟油性防水剂。

13、更进一步的，所述色粉的添加量为：

14、

15、可以保证加入合适的色粉从而达到制作的要求，避免色粉添加不足或者色粉添加过量，导致制作出来的产品色彩无法达到预期或者超出预期，从而使产品无法达到要求的情况。其中，ms为色粉的添加量，q为指定的色彩强度，n为聚氨酯树脂、耐水解剂以及耐黄剂混合溶液的浓度，mi为聚氨酯树脂、耐水解剂以及耐黄剂混合溶液中每种组分的量，z为聚氨酯树脂、耐水解剂以及耐黄剂混合溶液中的总组分，v为聚氨酯树脂、耐水解剂以及耐黄剂混合溶液的总体积。

16、更进一步的，所述粘合层涂料为水胶、油胶、热熔胶、天然橡胶、合成橡胶、二液型胶、热固胶、无溶剂胶的一种。

17、更进一步的，所述石墨烯导热膜的厚度为40-200μm，并将石墨烯导热膜作为高导热石墨烯聚氨酯复合材料的夹层，石墨烯导热膜可以为完整致密的薄膜，也可以为经打孔处理的网膜。

18、更进一步的，所述耐刮防污表面处理液包括含氟有机硅成分的a、b组分、固化剂、耐磨助剂、耐刮擦助剂以及特殊色粉；其制备过程为：将a、b组分、固化剂、耐磨助剂、耐刮擦助剂以及特殊色粉加入到容器中，并进行充分的混合搅拌后即可得到耐刮防污表面处理液。

19、本发明一种高导热石墨烯聚氨酯复合材料及其制备方法与应用的有益效果为：通过引入高导热石墨烯材料，设计出石墨烯聚氨酯层层结构，制备了一种高导热石墨烯聚氨酯复合材料，具有散热强、耐折、防水、抗紫外、耐磨、耐低温、耐高温、耐脏污、手感柔软舒适等优点，通过干法涂覆-贴合工艺加工方便，操作简单，可进行大规模生产，且制备的有高导热石墨烯聚氨酯复合材料可进行二次加工，在笔记本电脑、手机、鞋材等轻量化热管理领域具有广阔的应用前景。此外在对复合材料的外观色彩进行设计的过程中，能够根据pu涂料中的组分浓度、质量体积体积等条件添加合适的色粉量，能够避免色粉的加入量过多或者不足，从而导致复合材料的色彩较浅或者过深，进而造成复合材料的外观达不到预计的要求，最终造成产品不达标的情况。

20、本申请的一个或多个实施例的细节在以下附图和描述中提出，以使本申请的其他特征、目的和优点更加简明易懂。

技术特征：

1.一种高导热石墨烯聚氨酯复合材料及其制备方法与应用，其特征在于，包括以下制备步骤：

2.根据权利要求1所述的一种高导热石墨烯聚氨酯复合材料及其制备方法与应用，其特征在于：

3.根据权利要求1所述的一种高导热石墨烯聚氨酯复合材料及其制备方法与应用，其特征在于：所述外观层包括以下其中之一：pu外观层、有机硅外观层、tpu外观层。

4.根据权利要求3所述的一种高导热石墨烯聚氨酯复合材料及其制备方法与应用，其特征在于：热塑性pu外观涂料的制作原料包括：熔点大于200℃的聚氨酯树脂、耐水解剂、耐黄剂以及适量的色粉。

5.根据权利要求3所述的一种高导热石墨烯聚氨酯复合材料及其制备方法与应用，其特征在于：有机硅外观涂料的制作原料包括：乙烯基聚硅氧烷，含氢聚硅氧烷，填料，色浆，催化剂，抑制剂以及交联剂。

6.根据权利要求3所述的一种高导热石墨烯聚氨酯复合材料及其制备方法与应用，其特征在于：tpu外观涂料的制作原料包括：氰酸酯、多元醇、3,3'-二氯-4,4'-二氨基苯基甲烷(moca)、有机催化剂、1-3份抗氧化剂、有机硅类流平剂以及无氟油性防水剂。

7.根据权利要求4所述的一种高导热石墨烯聚氨酯复合材料及其制备方法与应用，其特征在于：所述色粉的添加量为：

8.根据权利要求1所述的一种高导热石墨烯聚氨酯复合材料及其制备方法与应用，其特征在于：所述粘合层涂料为水胶、油胶、热熔胶、天然橡胶、合成橡胶、二液型胶、热固胶、无溶剂胶的一种。

9.根据权利要求1所述的一种高导热石墨烯聚氨酯复合材料及其制备方法与应用，其特征在于：所述石墨烯导热膜的厚度为40-200μm，并将石墨烯导热膜作为高导热石墨烯聚氨酯复合材料的夹层，石墨烯导热膜可以为完整致密的薄膜，也可以为经打孔处理的网膜。

10.根据权利要求1所述的一种高导热石墨烯聚氨酯复合材料及其制备方法与应用，其特征在于：所述耐刮防污表面处理液包括含氟有机硅成分的a、b组分、固化剂、耐磨助剂、耐刮擦助剂以及特殊色粉；其制备过程为：将a、b组分、固化剂、耐磨助剂、耐刮擦助剂以及特殊色粉加入到容器中，并进行充分的混合搅拌后即可得到耐刮防污表面处理液。

技术总结本发明涉及复合材料制备技术领域，且公开了一种高导热石墨烯聚氨酯复合材料及其制备方法与应用，包括以下制备步骤：首先，将制作底材的原料放入到挤出机中进行热熔挤出成型，然后进行冷却、拉伸成膜后得到底材；然后将配制均匀的外观层涂料均匀的涂覆在聚酯离型膜的离型面上，并经过烘干后得到外观层；再将配制均匀的粘合层涂料均匀的涂覆在外观层表面，并烘干至半干状态。通过引入高导热石墨烯材料，设计出石墨烯聚氨酯层层结构，制备了一种高导热石墨烯聚氨酯复合材料，具有散热强、耐折、防水、抗紫外、耐磨、耐低温、耐高温、耐脏污、手感柔软舒适等优点，通过干法涂覆‑贴合工艺加工方便，操作简单，可进行大规模生产。技术研发人员：何建雄,樊辉受保护的技术使用者：东莞市雄林新材料科技股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/2