本發(fā)明涉及膠帶
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及一種聚氨酯膠粘劑及其制備方法、以及導(dǎo)熱膠帶。
背景技術(shù)：
：聚氨酯為主鏈含-nhcoo-重復(fù)結(jié)構(gòu)單元的一類聚合物，英文縮寫(xiě)pu，由異氰酸酯(單體)與羥基化合物聚合而成。由于含強(qiáng)極性的氨基甲酸酯基，不溶于非極性基團(tuán)，具有良好的耐油性、韌性、耐磨性、耐老化性和粘合性。用不同原料可制得適應(yīng)較寬溫度范圍(-50～150℃)的材料，包括膠粘劑、彈性體、熱塑性樹(shù)脂和熱固性樹(shù)脂。聚氨酯膠粘劑中含有很強(qiáng)極性和化學(xué)活潑性的-nco-(異氰酸根)、-nhcoo-(氨基甲酸酯基團(tuán))，聚氨酯膠粘劑表現(xiàn)出高度的活性與極性，與含有活潑氫的基材，如泡沫、塑料、木材、皮革、織物、紙張、陶瓷等多孔材料，以及金屬、玻璃、橡膠、塑料等表面光潔的材料都有優(yōu)良的化學(xué)粘接力。聚氨酯膠粘劑具備優(yōu)異的抗剪切強(qiáng)度和抗沖擊特性，適用于各種結(jié)構(gòu)性粘合領(lǐng)域，并具備優(yōu)異的柔韌特性。聚氨酯膠粘劑具備優(yōu)異的橡膠特性，能適應(yīng)不同熱膨脹系數(shù)基材的粘合，它在基材之間形成具有軟-硬過(guò)渡層，不僅粘接力強(qiáng)，同時(shí)還具有優(yōu)異的緩沖、減震功能。但聚氨酯材料的導(dǎo)熱系數(shù)一般小于0.020w/m·k(25℃)，導(dǎo)熱性能差，能夠保溫隔熱，因此聚氨酯膠粘劑作為導(dǎo)熱膠帶的膠粘層應(yīng)用于某些需要導(dǎo)熱的環(huán)境中，諸如電子器件中電子組件的連接時(shí)，就會(huì)因?qū)嵝阅懿缓枚绊戨娮悠骷l(fā)揮有效功能，甚至在電子器件超負(fù)荷工作時(shí)，有可能因?yàn)闇囟冗^(guò)高而損壞電子組件?，F(xiàn)有的生產(chǎn)過(guò)程中，有的會(huì)采取在聚氨酯膠粘層外粘貼有石墨層或者直接利用石墨與聚氨酯膠粘劑復(fù)合，但導(dǎo)熱系數(shù)提高不大，仍然存在散熱性不好的問(wèn)題。因此，故急需開(kāi)發(fā)出一種新的導(dǎo)熱系數(shù)高的聚氨酯膠粘劑來(lái)制備導(dǎo)熱膠帶。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的在于提供一種聚氨酯膠粘劑及其制備方法，用于解決現(xiàn)有的聚氨酯膠粘劑導(dǎo)熱系數(shù)低、影響散熱的技術(shù)問(wèn)題。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種聚氨酯膠粘劑的制備方法，包括如下步驟：步驟一：將10～15重量份聚酯多元醇加入到反應(yīng)釜中，真空脫水4～6小時(shí)；步驟二：1～5重量份硅烷偶聯(lián)劑對(duì)5～10重量份氧化石墨烯進(jìn)行偶聯(lián)處理，得到處理后的氧化石墨烯，將處理后的氧化石墨烯、以及70～80重量份組合溶劑加入到步驟一中所述反應(yīng)釜，超聲2～8小時(shí)；步驟三：將30～40重量份異氰酸酯、1～5重量份催化劑、以及4～8重量份擴(kuò)鏈劑加入步驟二中所述反應(yīng)釜，加熱80～90℃反應(yīng)2～7小時(shí)；步驟四：步驟三中反應(yīng)釜內(nèi)的物質(zhì)經(jīng)80～90℃真空蒸餾、冷卻出料制得聚氨酯膠粘劑。優(yōu)選地，所述步驟一中聚酯多元醇包括聚碳酸酯多元醇、聚己內(nèi)酯多元醇、聚丁二烯多元醇以及多硫化物多元醇中的一種或多種的組合。優(yōu)選地，所述步驟二中組合溶劑包括二氯甲烷和乙酮的組合物，其中二氯甲烷和乙酮的質(zhì)量比為：4～8:1。優(yōu)選地，所述步驟三中異氰酸酯包括甲苯二異氰酸酯和二苯基甲烷二異氰酸酯的組合物，其中甲苯二異氰酸酯和二苯基甲烷二異氰酸酯的質(zhì)量比為：10～15:1。優(yōu)選地，所述步驟三中擴(kuò)鏈劑包括1,4-丁二醇、乙二醇、一縮二乙二醇、乙二胺、二乙烯二胺、三乙烯四胺中的一種或多種的組合。優(yōu)選地，所述步驟三中催化劑為2,2-二嗎啉基二乙基醚或二丁基錫二月桂酸酯。進(jìn)一步地，本發(fā)明還提供一種按照上述任一項(xiàng)制備方法制備得到的聚氨酯膠粘劑。進(jìn)一步地，本發(fā)明還提供一種導(dǎo)熱膠帶，用于電子器件中各電子組件之間的連接，其包括基材層及疊設(shè)于所述基材層一側(cè)或兩側(cè)的粘接層，所述粘接層為根據(jù)上述聚氨酯膠粘劑噴涂于所述基材層制得。優(yōu)選地，所述基材層為聚酯薄膜。優(yōu)選地，所述導(dǎo)熱膠帶還包括離型膜，所述粘接層夾設(shè)于所述基材層和所述離型膜之間。相比于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明所述聚氨酯膠粘劑及其制備方法、以及導(dǎo)熱膠帶具有以下優(yōu)勢(shì)：一、本發(fā)明利用硅烷偶聯(lián)劑對(duì)石墨烯的前驅(qū)體氧化石墨烯進(jìn)行偶聯(lián)處理，進(jìn)而加入到聚氨酯膠粘劑的反應(yīng)過(guò)程中，使得石墨烯可以均勻分散到聚氨酯膠粘劑中，有效提高聚氨酯膠粘劑的導(dǎo)熱系數(shù)，提高導(dǎo)熱膠帶的導(dǎo)熱性能；二、本發(fā)明提供了混合異氰酸酯，可以集合兩種異氰酸酯的優(yōu)點(diǎn)，二苯基甲烷二異氰酸酯提供了快速固化，甲苯二異氰酸酯提供高的-nco含量，能夠提高聚氨酯膠粘劑的性能。具體實(shí)施方式本發(fā)明提供了許多可應(yīng)用的創(chuàng)造性概念，該創(chuàng)造性概念可大量的體現(xiàn)于具體的上下文中。在下述本發(fā)明的實(shí)施方式中描述的具體的實(shí)施例僅作為本發(fā)明的具體實(shí)施方式的示例性說(shuō)明，而不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明范圍的限制。下面結(jié)合具體的實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。實(shí)施例一本實(shí)施例提供一種聚氨酯膠粘劑的制備方法，包括如下步驟：步驟一：將10重量份聚酯多元醇加入到反應(yīng)釜中，真空脫水4小時(shí)；其中，所述聚酯多元醇為聚碳酸酯多元醇，具體的，為聚碳酸酯二元醇，一種白色蠟狀固體，羥值為100mgkoh/g，可提供內(nèi)聚力大，粘接強(qiáng)度高的預(yù)聚體。步驟二：1重量份硅烷偶聯(lián)劑對(duì)6重量份氧化石墨烯進(jìn)行偶聯(lián)處理，得到處理后的氧化石墨烯，將處理后的氧化石墨烯、以及70重量份組合溶劑加入到步驟一中所述反應(yīng)釜，超聲2.5小時(shí)；其中，所述組合溶劑包括二氯甲烷和乙酮的組合物，其中二氯甲烷和乙酮的質(zhì)量比為：4:1，利用組合溶劑可以提高各原料的相容性。石墨烯是單層碳原子二維蜂窩狀結(jié)構(gòu)的碳質(zhì)材料，可以看作是構(gòu)建富勒烯、碳納米管的基本結(jié)構(gòu)單元，石墨烯具有極高的導(dǎo)熱系數(shù)，可達(dá)到約5000w/m·k，但石墨烯既不親水也不親油，因此本發(fā)明利用硅烷偶聯(lián)劑對(duì)石墨烯的前驅(qū)物氧化石墨烯進(jìn)行偶聯(lián)改性，氧化石墨烯表面含有大量的羥基、環(huán)氧基、羧基和羰基等活性基團(tuán)，偶聯(lián)處理后，改變了氧化石墨烯的表面性能，使之能穩(wěn)定分散于組合溶劑中，具有良好的相容性。步驟三：將30重量份異氰酸酯、1重量份催化劑以及4重量份擴(kuò)鏈劑加入步驟二中所述反應(yīng)釜，加熱80-90℃反應(yīng)5小時(shí)；其中，所述異氰酸酯包括甲苯二異氰酸酯和二苯基甲烷二異氰酸酯的組合物，本發(fā)明提供了混合異氰酸酯，可以集合兩種異氰酸酯的優(yōu)點(diǎn)，二苯基甲烷二異氰酸酯提供了快速固化，甲苯二異氰酸酯提供高的-nco含量，能夠提高聚氨酯膠粘劑的性能。其中甲苯二異氰酸酯和二苯基甲烷二異氰酸酯的質(zhì)量比為：10:1；所述催化劑為二丁基錫二月桂酸酯；所述擴(kuò)鏈劑為1,4-丁二醇。步驟四：步驟三中反應(yīng)釜內(nèi)的物質(zhì)經(jīng)80～90℃真空蒸餾、冷卻出料制得聚氨酯膠粘劑。產(chǎn)品真空蒸餾能夠脫除殘余的異氰酸酯。進(jìn)一步地，本發(fā)明提供聚酯薄膜(pet膜)作為基材層，將步驟四中所述聚氨酯膠粘劑噴涂于所述聚酯薄膜上，制得粘接層，所述粘接層上覆蓋離型膜，制得導(dǎo)熱膠帶。也就是說(shuō)，所述導(dǎo)熱膠帶包括基材層、疊設(shè)于所述基材層一側(cè)或兩側(cè)的粘接層以及離型膜，所述粘接層夾設(shè)于所述基材層與所述離型膜之間。當(dāng)基材層一側(cè)設(shè)有粘接層時(shí)為單面膠帶，當(dāng)基材層兩側(cè)均設(shè)有粘接層時(shí)為雙面膠帶。所述pet膜透明性好，有光澤；具有良好的氣密性和保香性；pet膜的機(jī)械性能優(yōu)良，其強(qiáng)韌性是所有熱塑性塑料中最好的，抗張強(qiáng)度和抗沖擊強(qiáng)度比一般薄膜高得多；且挺力好，尺寸穩(wěn)定。pet膜還具有優(yōu)良的耐熱、耐寒性和良好的耐化學(xué)藥品性和耐油性。所述離型膜可以為淋膜紙，能夠保護(hù)所述粘接層的粘性，而且所述離型膜耐高溫、防油防潮，適合在電子行業(yè)使用。檢測(cè)所述聚氨酯膠粘劑的導(dǎo)熱系數(shù)和所述導(dǎo)熱膠帶的剝離強(qiáng)度，具體的，利用穩(wěn)態(tài)法導(dǎo)熱儀檢測(cè)聚氨酯膠粘劑的導(dǎo)熱系數(shù)，利用180°剝離法測(cè)定導(dǎo)熱膠帶的剝離強(qiáng)度，結(jié)果如表1所示。導(dǎo)熱系數(shù)是指在穩(wěn)定傳熱條件下，1m厚的材料，兩側(cè)表面的溫差為1度(k，℃)，在1秒鐘內(nèi)，通過(guò)1平方米面積傳遞的熱量，單位為瓦/米·度(w/(m·k))。導(dǎo)熱系數(shù)較低的材料稱為保溫材料(我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，凡平均溫度不高于350℃時(shí)導(dǎo)熱系數(shù)不大于0.12w/(m·k)的材料稱為保溫材料)，而把導(dǎo)熱系數(shù)在0.05w/(m.k)以下的材料稱為高效保溫材料。根據(jù)國(guó)家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)gb/t27922014，剝離強(qiáng)度指以一定的角度和速率將單位寬度的膠粘帶從特定粘接面上剝離所需要的里，單位為n/20mm。剝離強(qiáng)度大，粘性越好。在pet#裱褙、室溫下、拉伸速度為300mm/mi的條件下做180℃剝離測(cè)量。對(duì)比實(shí)施例按照實(shí)施例一中的步驟制備聚氨酯膠粘劑，但在步驟二中直接加入相同重量份的石墨烯；按照實(shí)施例一中的方法制備導(dǎo)熱膠帶，檢測(cè)所述聚氨酯膠粘劑的導(dǎo)熱系數(shù)和所述導(dǎo)熱膠帶的剝離強(qiáng)度，結(jié)果如表1所示?？瞻讓?shí)施例按照實(shí)施例一中的步驟制備聚氨酯膠粘劑，但在步驟二中不加入石墨烯，僅加入相同質(zhì)量的組合溶劑；按照實(shí)施例一中的方法制備導(dǎo)熱膠帶，檢測(cè)所述聚氨酯膠粘劑的導(dǎo)熱系數(shù)和所述導(dǎo)熱膠帶的剝離強(qiáng)度，結(jié)果如表1所示。表1實(shí)施例導(dǎo)熱系數(shù)w/(m·k)剝離強(qiáng)度n/20mm實(shí)施例一4.015對(duì)比實(shí)施例1.011空白實(shí)施例0.028從表1可以看出，相較于直接添加石墨烯或者不添加石墨烯制得的導(dǎo)熱膠帶，通過(guò)本發(fā)明提供的方法制得的導(dǎo)熱膠帶，導(dǎo)熱系數(shù)明顯提高，剝離強(qiáng)度也有所提升。實(shí)施例二步驟一：將12重量份聚己內(nèi)酯多元醇加入到反應(yīng)釜中，真空脫水5小時(shí)。步驟二：3重量份硅烷偶聯(lián)劑對(duì)10重量份氧化石墨烯進(jìn)行偶聯(lián)處理，得到處理后的氧化石墨烯，將處理后的氧化石墨烯、以及77重量份組合溶劑加入到步驟一中所述反應(yīng)釜，超聲4小時(shí)；其中，所述組合溶劑包括二氯甲烷和乙酮的組合物，其中二氯甲烷和乙酮的質(zhì)量比為：6:1。步驟三：將38重量份異氰酸酯、3重量份催化劑以及6重量份擴(kuò)鏈劑加入步驟二中所述反應(yīng)釜，加熱80～90℃反應(yīng)5小時(shí)；其中，所述異氰酸酯包括甲苯二異氰酸酯和二苯基甲烷二異氰酸酯的組合物，其中甲苯二異氰酸酯和二苯基甲烷二異氰酸酯的質(zhì)量比為：12:1；所述催化劑為2,2-二嗎啉基二乙基醚；所述擴(kuò)鏈劑為乙二醇。步驟四：步驟三中反應(yīng)釜內(nèi)的物質(zhì)經(jīng)80～90℃真空蒸餾、冷卻出料制得聚氨酯膠粘劑。按照實(shí)施例一中的方法制備導(dǎo)熱膠帶，檢測(cè)所述聚氨酯膠粘劑的導(dǎo)熱系數(shù)和所述導(dǎo)熱膠帶的剝離強(qiáng)度，結(jié)果如表2所示。實(shí)施例三步驟一：將14重量份聚己內(nèi)酯多元醇加入到反應(yīng)釜中，真空脫水6小時(shí)。步驟二：5重量份硅烷偶聯(lián)劑對(duì)6重量份氧化石墨烯進(jìn)行偶聯(lián)處理，得到處理后的氧化石墨烯，將處理后的氧化石墨烯、以及80重量份組合溶劑加入到步驟一中所述反應(yīng)釜，超聲8小時(shí)；其中，所述組合溶劑包括二氯甲烷和乙酮的組合物，其中二氯甲烷和乙酮的質(zhì)量比為：8:1。步驟三：將38重量份異氰酸酯、3重量份催化劑、以及6重量份擴(kuò)鏈劑加入步驟二中所述反應(yīng)釜，加熱80～90℃反應(yīng)5小時(shí)；其中，所述異氰酸酯包括甲苯二異氰酸酯和二苯基甲烷二異氰酸酯的組合物，其中甲苯二異氰酸酯和二苯基甲烷二異氰酸酯的質(zhì)量比為：15:1；所述催化劑為2,2-二嗎啉基二乙基醚；所述擴(kuò)鏈劑為二乙烯二胺。步驟四：步驟三中反應(yīng)釜內(nèi)的物質(zhì)經(jīng)80～90℃真空蒸餾、冷卻出料制得聚氨酯膠粘劑。按照實(shí)施例一中的方法制備導(dǎo)熱膠帶，檢測(cè)所述聚氨酯膠粘劑的導(dǎo)熱系數(shù)和所述導(dǎo)熱膠帶的剝離強(qiáng)度，結(jié)果如表2所示。實(shí)施例四步驟一：將15重量份聚己內(nèi)酯多元醇加入到反應(yīng)釜中，真空脫水5小時(shí)。步驟二：3.5重量份硅烷偶聯(lián)劑對(duì)6重量份氧化石墨烯進(jìn)行偶聯(lián)處理，得到處理后的氧化石墨烯，將處理后的氧化石墨烯以及72重量份組合溶劑加入到步驟一中所述反應(yīng)釜，超聲4小時(shí)；其中，所述組合溶劑包括二氯甲烷和乙酮的組合物，其中二氯甲烷和乙酮的質(zhì)量比為：4.5:1。步驟三：將40重量份異氰酸酯、5重量份催化劑、以及8重量份擴(kuò)鏈劑加入步驟二中所述反應(yīng)釜，加熱80～90℃反應(yīng)7小時(shí)；其中，所述異氰酸酯包括甲苯二異氰酸酯和二苯基甲烷二異氰酸酯的組合物，其中甲苯二異氰酸酯和二苯基甲烷二異氰酸酯的質(zhì)量比為：12:1；所述催化劑為二丁基錫二月桂酸酯；所述擴(kuò)鏈劑為二乙烯二胺。步驟四：步驟三中反應(yīng)釜內(nèi)的物質(zhì)經(jīng)80～90℃真空蒸餾、冷卻出料制得聚氨酯膠粘劑。按照實(shí)施例一中的方法制備導(dǎo)熱膠帶，檢測(cè)所述聚氨酯膠粘劑的導(dǎo)熱系數(shù)和所述導(dǎo)熱膠帶的剝離強(qiáng)度，結(jié)果如表2所示。表2實(shí)施例導(dǎo)熱系數(shù)w/(m·k)剝離強(qiáng)度n/20mm實(shí)施例一4.015實(shí)施例二4.514實(shí)施例三4.214實(shí)施例四4.716從表2可以看出，通過(guò)本發(fā)明提供的方法制得的聚氨酯膠粘劑的導(dǎo)熱系數(shù)穩(wěn)定于4.0～5.0w/(m·k)，導(dǎo)熱膠帶的剝離強(qiáng)度也很穩(wěn)定，說(shuō)明所述聚氨酯膠粘劑具有優(yōu)越的粘貼性能和導(dǎo)熱性能。本發(fā)明還提供一種導(dǎo)熱膠帶，其包括基材層，設(shè)于所述基材層的一側(cè)或兩側(cè)的粘接層以及離型膜，所述粘接層夾設(shè)于所述基材層和所述離型膜之間。應(yīng)該注意的是，上述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說(shuō)明而不是對(duì)本發(fā)明進(jìn)行限制，并且本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離所附權(quán)利要求的范圍的情況下可設(shè)計(jì)出替換實(shí)施例。在權(quán)利要求中，不應(yīng)將位于括號(hào)之間的任何參考符號(hào)構(gòu)造成對(duì)權(quán)利要求的限制。單詞“包含”不排除存在未列在權(quán)利要求中的元件或步驟。當(dāng)前第1頁(yè)12