CN116179015A - 一种聚氨酯复合材料及其制备方法和制品 - Google Patents
一种聚氨酯复合材料及其制备方法和制品 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116179015A CN116179015A CN202310125164.6A CN202310125164A CN116179015A CN 116179015 A CN116179015 A CN 116179015A CN 202310125164 A CN202310125164 A CN 202310125164A CN 116179015 A CN116179015 A CN 116179015A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- polyurethane
- composite material
- nano tube
- carbon nano
- polyurethane composite
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 133
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 title claims abstract description 114
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 title claims abstract description 114
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 40
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 claims abstract description 181
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 claims abstract description 181
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 136
- 239000003085 diluting agent Substances 0.000 claims abstract description 36
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims abstract description 31
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 claims abstract description 30
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims abstract description 29
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 claims abstract description 29
- 229920003225 polyurethane elastomer Polymers 0.000 claims abstract description 25
- 239000002002 slurry Substances 0.000 claims description 44
- -1 carboxyl carbon nanotubes Chemical compound 0.000 claims description 29
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 29
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 23
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 claims description 15
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 claims description 13
- 239000004850 liquid epoxy resins (LERs) Substances 0.000 claims description 13
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 13
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 11
- 238000009210 therapy by ultrasound Methods 0.000 claims description 11
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims description 10
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 10
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 9
- 238000009736 wetting Methods 0.000 claims description 9
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 claims description 8
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 6
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 5
- 230000020477 pH reduction Effects 0.000 claims description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 125000000129 anionic group Chemical group 0.000 claims description 4
- 125000002091 cationic group Chemical group 0.000 claims description 4
- 239000003921 oil Substances 0.000 claims description 4
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 claims description 4
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N acrylic acid group Chemical group C(C=C)(=O)O NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 150000004982 aromatic amines Chemical class 0.000 claims description 3
- ZBCBWPMODOFKDW-UHFFFAOYSA-N diethanolamine Chemical group OCCNCCO ZBCBWPMODOFKDW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- NBVXSUQYWXRMNV-UHFFFAOYSA-N fluoromethane Chemical compound FC NBVXSUQYWXRMNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims description 3
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 claims description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims 1
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 abstract description 5
- 230000003749 cleanliness Effects 0.000 abstract description 5
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 abstract description 2
- 238000004100 electronic packaging Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000976 ink Substances 0.000 description 24
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 17
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 17
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 17
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 15
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 10
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 10
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 10
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 9
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 9
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical group CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 8
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 6
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 6
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 6
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 6
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 6
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 6
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N sulfuric acid Substances OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 5
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 5
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 5
- 239000011363 dried mixture Substances 0.000 description 5
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 5
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 5
- 238000010008 shearing Methods 0.000 description 5
- 239000004594 Masterbatch (MB) Substances 0.000 description 4
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 4
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 4
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 4
- 239000004433 Thermoplastic polyurethane Substances 0.000 description 3
- 238000005054 agglomeration Methods 0.000 description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 3
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 3
- 239000011246 composite particle Substances 0.000 description 3
- 229920001940 conductive polymer Polymers 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 3
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- 229920002803 thermoplastic polyurethane Polymers 0.000 description 3
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 2
- 239000011231 conductive filler Substances 0.000 description 2
- ZZTCPWRAHWXWCH-UHFFFAOYSA-N diphenylmethanediamine Chemical compound C=1C=CC=CC=1C(N)(N)C1=CC=CC=C1 ZZTCPWRAHWXWCH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 2
- 235000021588 free fatty acids Nutrition 0.000 description 2
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 2
- 229910021389 graphene Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 239000005022 packaging material Substances 0.000 description 2
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 2
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 2
- WZCQRUWWHSTZEM-UHFFFAOYSA-N 1,3-phenylenediamine Chemical group NC1=CC=CC(N)=C1 WZCQRUWWHSTZEM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VILCJCGEZXAXTO-UHFFFAOYSA-N 2,2,2-tetramine Chemical compound NCCNCCNCCN VILCJCGEZXAXTO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RNLHGQLZWXBQNY-UHFFFAOYSA-N 3-(aminomethyl)-3,5,5-trimethylcyclohexan-1-amine Chemical compound CC1(C)CC(N)CC(C)(CN)C1 RNLHGQLZWXBQNY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MQJKPEGWNLWLTK-UHFFFAOYSA-N Dapsone Chemical compound C1=CC(N)=CC=C1S(=O)(=O)C1=CC=C(N)C=C1 MQJKPEGWNLWLTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RPNUMPOLZDHAAY-UHFFFAOYSA-N Diethylenetriamine Chemical compound NCCNCCN RPNUMPOLZDHAAY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PIICEJLVQHRZGT-UHFFFAOYSA-N Ethylenediamine Chemical compound NCCN PIICEJLVQHRZGT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N N-Methylpyrrolidone Chemical compound CN1CCCC1=O SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BCKXLBQYZLBQEK-KVVVOXFISA-M Sodium oleate Chemical compound [Na+].CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCC([O-])=O BCKXLBQYZLBQEK-KVVVOXFISA-M 0.000 description 1
- 238000005411 Van der Waals force Methods 0.000 description 1
- FDLQZKYLHJJBHD-UHFFFAOYSA-N [3-(aminomethyl)phenyl]methanamine Chemical compound NCC1=CC=CC(CN)=C1 FDLQZKYLHJJBHD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- DPXJVFZANSGRMM-UHFFFAOYSA-N acetic acid;2,3,4,5,6-pentahydroxyhexanal;sodium Chemical compound [Na].CC(O)=O.OCC(O)C(O)C(O)C(O)C=O DPXJVFZANSGRMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002535 acidifier Substances 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- IMUDHTPIFIBORV-UHFFFAOYSA-N aminoethylpiperazine Chemical compound NCCN1CCNCC1 IMUDHTPIFIBORV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 1
- 239000001768 carboxy methyl cellulose Substances 0.000 description 1
- 150000007942 carboxylates Chemical class 0.000 description 1
- 150000001732 carboxylic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000000806 elastomer Substances 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- GKQPCPXONLDCMU-CCEZHUSRSA-N lacidipine Chemical compound CCOC(=O)C1=C(C)NC(C)=C(C(=O)OCC)C1C1=CC=CC=C1\C=C\C(=O)OC(C)(C)C GKQPCPXONLDCMU-CCEZHUSRSA-N 0.000 description 1
- 229940018564 m-phenylenediamine Drugs 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000002048 multi walled nanotube Substances 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 1
- 229920000768 polyamine Polymers 0.000 description 1
- 125000005575 polycyclic aromatic hydrocarbon group Chemical group 0.000 description 1
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 1
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 1
- 239000001267 polyvinylpyrrolidone Substances 0.000 description 1
- 229920000036 polyvinylpyrrolidone Polymers 0.000 description 1
- 235000013855 polyvinylpyrrolidone Nutrition 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 239000013557 residual solvent Substances 0.000 description 1
- 239000005060 rubber Substances 0.000 description 1
- 235000019812 sodium carboxymethyl cellulose Nutrition 0.000 description 1
- 229920001027 sodium carboxymethylcellulose Polymers 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- BDHFUVZGWQCTTF-UHFFFAOYSA-M sulfonate Chemical compound [O-]S(=O)=O BDHFUVZGWQCTTF-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 150000003467 sulfuric acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- FAGUFWYHJQFNRV-UHFFFAOYSA-N tetraethylenepentamine Chemical compound NCCNCCNCCNCCN FAGUFWYHJQFNRV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D11/00—Inks
- C09D11/02—Printing inks
- C09D11/10—Printing inks based on artificial resins
- C09D11/102—Printing inks based on artificial resins containing macromolecular compounds obtained by reactions other than those only involving unsaturated carbon-to-carbon bonds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J7/00—Chemical treatment or coating of shaped articles made of macromolecular substances
- C08J7/04—Coating
- C08J7/0427—Coating with only one layer of a composition containing a polymer binder
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J7/00—Chemical treatment or coating of shaped articles made of macromolecular substances
- C08J7/04—Coating
- C08J7/044—Forming conductive coatings; Forming coatings having anti-static properties
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D11/00—Inks
- C09D11/02—Printing inks
- C09D11/023—Emulsion inks
- C09D11/0235—Duplicating inks, e.g. for stencil printing
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D11/00—Inks
- C09D11/02—Printing inks
- C09D11/03—Printing inks characterised by features other than the chemical nature of the binder
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D11/00—Inks
- C09D11/52—Electrically conductive inks
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2327/00—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Derivatives of such polymers
- C08J2327/02—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
- C08J2327/12—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment containing fluorine atoms
- C08J2327/18—Homopolymers or copolymers of tetrafluoroethylene
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2463/00—Characterised by the use of epoxy resins; Derivatives of epoxy resins
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2475/00—Characterised by the use of polyureas or polyurethanes; Derivatives of such polymers
- C08J2475/04—Polyurethanes
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Packaging Frangible Articles (AREA)
Abstract
本申请涉及电子包装技术领域，提供了一种聚氨酯复合材料。本申请提供的聚氨酯复合材料的制备原料包括如下质量份数的下列组分：聚氨酯弹性体：50份‑70份，聚氨酯‑环氧树脂‑碳纳米管复合物：5份‑20份，分散剂：0.1份‑1份，流平剂：0.1份‑1份，稀释剂：10份‑40份，固化剂：1‑5份。本申请提供的聚氨酯复合材料添加的聚氨酯‑环氧树脂‑碳纳米管复合物，能够降低碳纳米管团聚现象，提高碳纳米管与聚氨酯弹性体等组分之间的相容性，进而赋予复合材料优异的导电性能，并且该复合材料表面不会存在凸点以及表面洁净度不佳的问题。
Description
技术领域
本申请属于电子包装技术领域，尤其涉及一种聚氨酯复合材料及其制备方法和制品。
背景技术
晶圆垫适用于放置晶圆等产品，并能将其积累的电荷通过垫片得到很好的泄放，能保护电子敏感元器件不受电磁波及静电的损害；同时可减少晶圆之间的接触，可减少晶圆间的摩擦，进而可避免污染晶圆。目前，晶圆垫采用的导电膜主要为碳系导电高分子薄膜，即通过在高分子材料中添加石墨、石墨烯、碳纳米管等碳基导电材料制备得到，具有极其广泛的应用市场。
市场上现有的碳系导电高分子薄膜主要为塑料挤出流延法生产的聚乙烯基导电薄膜，能够应用在电子产品包装盒易爆品防爆灯抗静电场合和电阻率要求较低的导电电极场合，然而，聚乙烯基导产品电阻均匀性较差，电阻率较高，限制了其应用范围，无法应用于对电阻均匀性和点故障率要求较高的场合，如电磁波屏蔽吸收和薄膜加热导电电极等。聚乙烯基导电膜在流延生产的时候，容易粘流延机的镜面辊，致使其成型膜的厚度有限，而且，采用挤出流延法生产的聚乙烯基导电膜表面上还存在少量的细小凸点，这些凸点将会对晶圆表面造成磨损。因此，低成本的电子印刷技术成为制备聚合物导电薄膜的一种重要方式。
导电油墨是电子印刷技术的核心部分，决定了电子印刷技术的好坏。聚氨酯油墨的较为常见的导电油墨之一，其导电性功能是由添加的导电填料提供的。石墨烯与碳纳米管因具有较低的电阻率、优异的稳定性以及低廉的价格，成为传统导电填料的最佳替代品。但是碳纳米管与基体树脂、溶剂等原料之间的相容性成为限制其应用的一个重要因素，而且基体树脂本身导电能力较差，其过高的投料比也会进一步降低油墨的导电性能，使得制备的导电薄膜无法满足使用的要求。因此，提高碳纳米管在基体树脂的分散性，并提高导电油墨的导电性能成为研究的热点。
发明内容
本申请的目的在于提供一种聚氨酯复合材料及其制备方法，旨在解决现有碳纳米管与基体树脂相容相差、导电薄膜的导电能力难以满足使用要求的问题。
本发明的另一目的在于，提供一种聚氨酯复合材料的制品，以解决现有晶圆垫因其表面存在凸点或导电性不佳，从而容易对其装载的电子元件造成损伤的技术问题。
为实现上述申请目的，本申请采用的技术方案如下：
第一方面，本申请提供一种聚氨酯复合材料，其制备原料包括如下质量份数的下列组分：
第二方面，本申请提供一种聚氨酯复合材料的制备方法，包括以下步骤：
按照第一方面提供的聚氨酯复合材料提供各原料；
将聚氨酯弹性体、聚氨酯-环氧树脂-碳纳米管复合物、分散剂、流平剂和部分稀释剂混料处理得初始浆料，将初始浆料进行研磨处理，得导电油墨；
将导电油墨、固化剂与剩余的稀释剂混合后，采用丝网印刷于基板表面，固化，得聚氨酯复合材料。
第三方面，本申请提供一种聚氨酯复合材料的制品，采用第一方面提供的聚氨酯复合材料或第二方面提供的制备方法得到的聚氨酯复合材料制成。
本申请第一方面提供的聚氨酯复合材料包括特定重量份数的聚氨酯弹性体、聚氨酯-环氧树脂-碳纳米管复合物、分散剂、流平剂、稀释剂和固化剂，其中聚氨酯-环氧树脂-碳纳米管复合物，首先通过环氧树脂作为分散剂稳定碳纳米管的分散，后期环氧树脂作为胶粘剂粘住碳纳米管和聚氨酯粉末，进一步固化后环氧树脂和碳纳米管有化学键作用，结合牢固，形成聚氨酯-环氧树脂-碳纳米管复合物颗粒，改善碳纳米管在聚氨酯基体树脂的团聚现象，还能提高碳纳米管与聚氨酯弹性体之间的相容性，进而增加了聚氨酯复合材料的导电性能。以聚氨酯弹性体为基体树脂，其分子链段中含有的大量极性基团可以与碳纳米管形成的网络结构进行连接，从而降低碳纳米管之间的接触电阻，进而降低复合材料的电阻率，再通过加入稀释剂、分散剂等助剂，使得碳纳米管均匀分散在体系中，提高碳纳米管与基体树脂之间的相容性，使得复合材料导电均匀性更佳，这样的复合材料成膜后其表面没有凸点，具有良好的平整度，在使用过程中不会对晶圆等产品造成损伤。
本申请第二方面提供的聚氨酯复合材料的制备方法，按照本申请复合材料所含的组分和比例将各组分原料进行混料处理，能够使得各原料组分分散均匀，再通过研磨分散，进一步提高导电油墨中各组分的分散性以及流动性，使得该导电油墨在印刷过程中有效制备具有优异导电性能、表面洁净度高、平整度高的聚氨酯复合材料。另外，本申请复合材料的制备方法工艺条件可靠可控，能够保证制备的复合材料性能稳定，效率高，适于工业化生产。
本申请第三方面提供的聚氨酯复合材料的制品，由于采用本申请聚氨酯复合材料制备得到，因此本申请制品具有良好导电性能、较高的平整度，其表面不存在凸点，不会对晶圆等产品造成损伤。本申请制品可用于制备电子元器件的包装材料，比如载带、晶圆垫、托盘、芯片晶粒盒、显示屏框架、电子产品外壳等。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请实施例1提供的聚氨酯复合材料在显微镜下的100倍放大图。
具体实施方式
为了使本申请要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
本申请中，术语“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B的情况。其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
本申请中，“至少一个”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，“a,b,或c中的至少一项(个)”，或，“a,b,和c中的至少一项(个)”，均可以表示：a,b,c,a-b(即a和b),a-c,b-c,或a-b-c，其中a,b,c分别可以是单个，也可以是多个。
应理解，在本申请的各种实施例中，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，部分或全部步骤可以并行执行或先后执行，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。
在本申请实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。
本申请实施例说明书中所提到的相关成分的重量不仅仅可以指代各组分的具体含量，也可以表示各组分间重量的比例关系，因此，只要是按照本申请实施例说明书相关组分的含量按比例放大或缩小均在本申请实施例说明书公开的范围之内。具体地，本申请实施例说明书中所述的质量可以是μg、mg、g、kg等化工领域公知的质量单位。
术语“第一“、“第二”仅用于描述目的，用来将目的如物质彼此区分开，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。例如，在不脱离本申请实施例范围的情况下，第一XX也可以被称为第二XX，类似地，第二XX也可以被称为第一XX。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。
术语“TPU”为“Thermoplastic polyurethanes”的缩写，表示热塑性聚氨酯弹性体橡胶材料，是聚氨基弹性体的简称。
本申请实施例第一方面提供一种聚氨酯复合材料，其制备原料包括如下质量份数的下列组分：
本申请实施例第一方面提供的聚氨酯复合材料包括特定重量份数的聚氨酯弹性体、聚氨酯-环氧树脂-碳纳米管复合物、分散剂、流平剂、稀释剂和固化剂，其中聚氨酯-环氧树脂-碳纳米管复合物，首先通过环氧树脂作为分散剂稳定碳纳米管的分散，后期环氧树脂作为胶粘剂粘住碳纳米管和聚氨酯粉末，进一步固化后环氧树脂和碳纳米管有化学键作用，结合牢固，形成聚氨酯-环氧树脂-碳纳米管复合物颗粒，改善碳纳米管在聚氨酯基体树脂的团聚现象，还能提高碳纳米管与聚氨酯弹性体之间的相容性，进而增加了聚氨酯复合材料的导电性能。以聚氨酯弹性体为基体树脂，其分子链段中含有的大量极性基团可以与碳纳米管形成的网络结构进行连接，从而降低碳纳米管之间的接触电阻，进而降低复合材料的电阻率，再通过加入稀释剂、分散剂等助剂，使得碳纳米管均匀分散在体系中，提高碳纳米管与基体树脂之间的相容性，使得复合材料导电均匀性更佳，这样的复合材料成膜后其表面没有凸点，具有良好的平整度，在使用过程中不会对晶圆等产品造成损伤。
本申请实施例中聚氨酯复合材料各组分的重量份数充分确保了各组分之间具有优异的相容性，使得各原料组分分散均匀，赋予聚氨酯复合材料较高的导电性能和表面洁净度。聚氨酯弹性体和聚氨酯-环氧树脂-碳纳米管复合物的添加量，可以确保碳纳米管与基体树脂之间具有良好的界面相容性，提高碳纳米管在基体中的分散性，并赋予复合材料优异的导电性能；分散剂、流平剂等助剂的添加量，可以进一步提高各组分之间的相容性，降低加工难度，使得以此复合材料制备的薄膜具有较高的平整度和洁净度，进而使得复合材料质量稳定。
在一些具体的实施例中，聚氨酯弹性体的添加份数选自50份、52份、55份、58份、60份、65份、68份、70份等典型但非限制性的值。
在一些具体的实施例中，聚氨酯-环氧树脂-碳纳米管复合物的添加份数选自5份、8份、12份、16份、20份等典型但非限制性的值。
在一些具体的实施例中，分散剂的添加份数选自0.1份、0.5份、0.8份、1份等典型但非限制性的值。
在一些具体的实施例中，流平剂的添加份数选自0.1份、0.3份、0.7份、1份等典型但非限制性的值。
在一些具体的实施例中，稀释剂的添加份数选自10份、15份、20份、25份、30份、40份等典型但非限制性的值。
在一些具体的实施例中，固化剂的添加份数选自1份、2份、3份、4份、5份等典型但非限制性的值。
在一些实施例中，聚氨酯复合材料的制备原料和聚氨酯-环氧树脂-碳纳米管复合物的制备原料分别以各自独立的重量份计，聚氨酯-环氧树脂-碳纳米管复合物的制备原料包括如下质量份数的下列组分：
因碳纳米管之间存在极强的范德华力，并且表面稠环芳烃的结构使其在基体树脂中极易团聚和缠绕，所以，本申请实施例首先通过环氧树脂作为分散剂稳定碳纳米管的分散，后期环氧树脂作为胶粘剂粘住碳纳米管和聚氨酯粉末，进一步固化后环氧树脂和碳纳米管有化学键作用，结合牢固，形成聚氨酯-环氧树脂-碳纳米管复合物颗粒，改善碳纳米管在聚氨酯基体树脂的团聚现象，还能提高碳纳米管与聚氨酯弹性体之间的相容性，进而增加了聚氨酯复合材料的导电性能。
具体的，碳纳米管的添加份数选自8份、10份、12份、18份、20份等典型但非限制性的值；液体环氧树脂的添加份数选自5份、8份、10份、15份等典型但非限制性的值；溶剂的添加份数选自65份、70份、80份、87份等典型但非限制性的值；聚氨酯载体的添加份数选自8份、15份、20份、30份、40份等典型但非限制性的值。
在一些实施例中，碳纳米管与聚氨酯载体的质量比为1:1-2。本申请实施例通过对碳纳米管与聚氨酯载体质量比的优选和控制，使得碳纳米管均匀分散在聚氨酯载体中，赋予碳纳米管在具有优异的分散性，降低加工难度。
在一些实施例中，聚氨酯载体的粒径为0.2-0.5mm。本申请实施例中选择粒径较小的聚氨酯载体，使其体积、质量与碳纳米管颗粒的体积、质量接近，从而提高碳纳米管与载体之间的混合均匀性和分散性，保证乳液中碳纳米管颗粒与载体树脂的均匀混合，不会产生分层现象，进而保证后续碳纳米管与聚氨酯弹性体之间具有良好的相容性。具体的，聚氨酯载体的粒径为0.2mm、0.3mm、0.5mm等典型但非限制性的值。
在一些实施例中，液体环氧树脂和溶剂的质量比为1:5-15。具体的，溶剂为乙醇。本申请实施例以液体环氧树脂为粘合剂，使得碳纳米管在其中具有良好的分散性，以溶剂为润湿分散剂，对碳纳米管进行剪切分散，使得碳纳米管获得良好的浸润和分散，并确保碳纳米管和聚氨酯载体可以混合均匀，从而提高碳纳米管与基体树脂等其他组分之间的相容性。具体的，液体环氧树脂与溶剂的质量比为1:5、1:10、1:15等典型但非限制性的值。
在一些实施例中，碳纳米管的管径为5-30mm，管长为1-100μm，比表面积为150-400m2/g。具体的，本申请实施例的碳纳米管为成本较低的多壁碳纳米管。本申请实施例的碳纳米管比表面积较低，更容易分散在聚氨酯载体中，同时选择的长径比，使得碳纳米管在聚氨酯载体中有效形成三维导电网络，进而赋予复合材料具有更佳的导电性能和机械强度。
在一些实施例中，聚氨酯-环氧树脂-碳纳米管复合物的制备方法包括以下步骤：
步骤S10、将碳纳米管依次进行超声处理和酸化处理，得羧基碳纳米管；
步骤S11、将羧基碳纳米管与液体环氧树脂和溶剂混合，得碳纳米管浆料；
步骤S12、将聚氨酯载体加入到碳纳米管浆料中混合，然后浓缩干燥，熔融挤出，得聚氨酯-环氧树脂-碳纳米管复合物。
本申请实施例中，首先对碳纳米管进行超声处理，以增加其表面的官能团数量，再对其进行酸化处理，在其表面生成较多的羧基和羟基，以改善其分散性。由于碳纳米管悬挂的碳原子数量较少，羧基碳纳米管的分散性依旧有待提升，因此本申请实施例中，将羧基改性的碳纳米管加入到作为粘合剂的液体环氧树脂中，在熔融挤出过程中，将碳纳米管均匀分散在聚氨酯载体中，进一步提高碳纳米管的分散性。
具体的，步骤S10中，超声处理的频率为20-40kHz，输出功率为80-200W，时间为0.5-1h。本申请实施例对所使用的超声波装置的类型(超声波产生方法，装置构造等)没有特别限制，采用能够产生这种频率的超声波振动的超声波装置均可，并可以根据改善效果，灵活的选择超声处理条件以及超声波装置。本申请实施例选择的超声处理条件，能有效对碳纳米管进行纯化，并增加其表面的官能团数量。若是输出功率过高，则容易对碳纳米管造成损伤，破坏碳纳米管的结构，进而影响复合材料的导电性能。
具体的，步骤S10中，酸化处理中采用的酸化试剂为体积比为1-3:3-1的浓硝酸和浓硫酸，酸化时间为1-5h。优选的，酸化时间为3h。
本申请实施例中的酸化处理能有效在碳纳米管表面形成较多的羧基和羟基，使得碳纳米管具有更强的亲水性和反应活性，从而提高碳纳米管与环氧树脂的相容性；同时还可以去除碳纳米管中的杂质，进而提高聚氨酯复合材料的质量。
具体的，步骤S11中，混合均匀的具体条件为：转速1000-2000rpm，时间为15-30min。本申请实施例中的混合条件，使得碳纳米管均匀分散在液体环氧树脂中，得到均匀稳定的混合物，且不会破坏碳纳米管的长度和结构。
在一些实施例中，步骤S11中，碳纳米管浆料中的碳纳米管的质量浓度为8-20wt％。本申请实施例通过对碳纳米管含量的优选和控制，使得碳纳米管均匀分散在体系中，并形成均一稳定的体系。若是质量浓度过高，则碳纳米管之间容易团聚，进而影响碳纳米管的导电性和分散性。
在一些实施例中，步骤S12中，将聚氨酯载体加入到碳纳米管浆料中，混合均匀，然后浓缩干燥的具体过程为：
将聚氨酯载体加入到碳纳米管浆料中，混合均匀，然后将得到的浆料浓缩至原体积的1/3-1/2，再于100-150℃的温度下干燥8-12h。
本申请实施例在制备过程中，先将浆料进行初次浓缩，去除部分溶剂，再进行干燥，去除剩余溶剂的同时使得液体环氧树脂进行初步固化，通过化学键合将碳纳米管锚固在其固化形成的立体网络结构中，在碳纳米管表面形成空间位阻，防止碳纳米管团聚进而提高碳纳米管的分散性。
在一些实施例中，步骤S12中，熔融挤出的温度为180-200℃。
本申请实施例采用的熔融挤出的加工条件，可以提高碳纳米管与聚氨酯载体之间的相互作用，从而提高聚氨酯-环氧树脂-碳纳米管复合物的分散性，赋予复合材料优异的导电性能和加工性能。
在一些实施例中，聚氨酯弹性体为酸性非结晶型聚氨酯，数均分子量为5000-15000，羟基值为6-50KOHmg/g，酸值为3-10KOHmg/g。
数均分子量指的是按聚合物中各级分含有的摩尔分数进行的统计平均值，符号为Mn，是聚合物的总质量被聚合物的总摩尔数所平均。若是分子量过大，则聚氨酯弹性体分子之间的相互作用力过大，各分子之间发生物理缠结，导致碳纳米管的分散性较差，若是分子量过小，则复合材料的力学强度不足。本申请实施例通过数均分子量的优选和控制，从而赋予复合材料优异的机械强度和表面平整度。
羟基值指的是1g样品中的羟基所相当的氢氧化钾的质量(mg)，表示酯化每克样品中羟基所需要的羧酸，以其相当量的氢氧化钾质量表示。酸值用以说明油脂中游离脂肪酸的含量，一般用中和1g油脂中的游离脂肪酸所需消耗的氢氧化钾的质量(mg)表示，也可广泛用于有机产品中游离酸的测定。本申请实施例优选的羟基值和酸值，更有利于聚氨酯-环氧树脂-碳纳米管复合物的分散，从而赋予复合材料优异的导电性能和表面平整度。
在一些实施例中，分散剂为阴离子型润湿分散剂、阳离子型润湿分散剂或受控自由基型超分散剂。进一步的，分散剂为阴离子型润湿分散剂或阳离子型润湿分散剂。具体的，阴离子型润湿分散剂选自油酸钠、羧酸盐、硫酸酯盐和磺酸盐中的至少一种；阳离子型润湿性分散剂选自胺盐和季胺盐中的至少一种。本申请实施例提供的分散剂可以降低碳纳米管与聚氨酯弹性体之间的界面张力，提高碳纳米管在基体树脂中的分散性，改善分散体系的均匀性和稳定性。
在一些实施例中，流平剂选自丙烯酸类、有机硅类或氟碳化合物。进一步的，流平剂为氟碳化合物。本申请实施例提供的流平剂均可以有效降低导电油墨的表面张力，提高其流平性和均匀性，使得复合材料在成膜过程中表面平整度高、均匀性好且无凸点。
在一些实施例中，稀释剂为515-稀释剂、616-慢干稀释剂、UV-SG稀释剂、416-开油水、436-开油水、UV-SL稀释剂、UV-SB稀释剂或UV-SW稀释剂。进一步的，稀释剂为515-稀释剂。本申请实施例提供的稀释剂均能有效降低导电油墨的粘度，有利于进一步加工。
在一些实施例中，固化剂为脂肪族胺类、芳香族胺类或酰胺基胺类。具体的，脂肪族胺类为氨乙基哌嗪、异佛尔酮二胺、乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、多乙烯多胺或二丙烯三胺中的至少一种；芳香族胺类为间苯二胺、间苯二甲胺、二氨基二苯基甲烷或二氨基二苯基砜。进一步的，固化剂为二氨基二苯基甲烷。本申请实施例提供的固化剂使得聚氨酯弹性体形成较长的分子链，并且在链之间形成联接，从而赋予复合材料优异力学性能。
本申请实施例第二方面提供一种聚氨酯复合材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤S1、按照第一方面提供的聚氨酯复合材料提供各原料；
步骤S2、将聚氨酯弹性体、聚氨酯-环氧树脂-碳纳米管复合物、分散剂、流平剂和部分稀释剂混料处理得初始浆料，将初始浆料进行研磨处理，得导电油墨；
步骤S3、将导电油墨、固化剂与剩余的稀释剂混合后，采用丝网印刷于基板表面，固化，得聚氨酯复合材料。
本申请第二方面提供的聚氨酯复合材料的制备方法，按照本申请复合材料所含的组分和比例将各组分原料进行混料处理，能够使得各原料组分分散均匀，再通过研磨分散，进一步提高导电油墨中各组分的分散性以及流动性，使得该导电油墨在印刷过程中有效制备具有优异导电性能、表面洁净度高、平整度高的聚氨酯复合材料。另外，本申请复合材料的制备方法工艺条件可靠可控，能够保证制备的复合材料性能稳定，效率高，适于工业化生产。
具体的，步骤S1中，根据聚氨酯复合材料提供各原料，各原料的添加份数和种类选择如上文，为了节约篇幅，此处不再进行赘述。
具体的，步骤S2中，混料处理的条件为：转速为1000rpm-1200rpm，时间为5min-25min。本申请实施例采用的混合条件使得各原料组分分散均匀，有利于提高导电油墨的流动性，降低加工难度，从而使得复合材料均匀性和稳定性更佳。
具体的，步骤S2中，部分稀释剂为全部稀释剂质量的70wt％-90wt％。
具体的，步骤S2中，研磨处理的具体过程为：
将初始浆料于辊间间隙为30-60μm，转速为100-300rpm的条件下辊压5-10min；再于辊间间隙为10-30μm，转速为200-400rpm的条件下辊压10-20min；再于辊间间隙为5-20μm，转速为200-400rpm条件下辊压10-20min。
本申请实施例提供的研磨处理采用三辊机进行研磨分散，在分散过程中，利用三辊机的大扭矩，使得碳纳米管团聚体不断被打开，从而促进导电油墨的粘度迅速下降，进而使得碳纳米管均匀分散在基体树脂中。
具体的，步骤S3中，固化的条件为：温度为50-90℃，时间为1-2h。
具体的，步骤S3中，丝网印刷的孔径为0.17-0.6mm。
具体的，步骤S3中，基板为聚四氟乙烯膜。
具体的，步骤S3中，基板表面涂布的湿膜的厚度为300-600μm。本申请实施例中基板表面涂布的湿膜的厚度可以根据实际要求，灵活选择。
本申请实施例第三方面提供一种聚氨酯复合材料的制品，采用第一方面提供的聚氨酯复合材料和/或第二方面提供的制备方法得到的聚氨酯复合材料制成。
本申请第三方面提供的聚氨酯复合材料的制品，由于采用本申请聚氨酯复合材料制备得到，因此本申请制品具有良好导电性能、较高的平整度，其表面不存在凸点，不会对晶圆等产品造成损伤。本申请制品可用于制备电子元器件的包装材料，比如载带、晶圆垫、托盘、芯片晶粒盒、显示屏框架、电子产品外壳等。
下面结合具体实施例进行说明。
实施例1
本申请实施例提供一种聚氨酯复合材料及其制备方法。
一种聚氨酯复合材料，其成分如下表1所示。
表1
表1中：
聚氨酯复合材料的制备原料和聚氨酯-环氧树脂-碳纳米管复合物的制备原料分别以各自独立的重量份计，聚氨酯-环氧树脂-碳纳米管复合物的制备原料包括如下质量份数的下列组分：
聚氨酯-环氧树脂-碳纳米管复合物的制备方法，包括以下步骤：
步骤S10、将碳纳米管于频率为30kHz、功率为100W的条件下超声处理30min，然后在采用体积比为1:1的浓硝酸和浓硫酸酸化3h，得羧基碳纳米管；
步骤S11、将羧基碳纳米管、液体环氧树脂和乙醇于转速为1500rpm的条件下剪切分散20min，得碳纳米管浆料；
步骤S12、将聚氨酯载体加入到碳纳米管浆料中，混合均匀，将得到的浆料浓缩至原体积的1/2，然后放置在100℃烘箱中干燥12h，再于180℃的熔融温度下，采用螺杆挤出机熔融挤出干燥后的混合物，于多孔模头环切成碳纳米管母粒挤出，即得聚氨酯-环氧树脂-碳纳米管复合物。
一种聚氨酯复合材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤S1、按照实施例1表1提供的聚氨酯复合材料提供各原料；
步骤S2、将聚氨酯弹性体、聚氨酯-环氧树脂-碳纳米管复合物、分散剂、流平剂和80wt％的稀释剂，于1000rpm条件下搅拌5min得初始浆料，将初始浆料用三辊机进行研磨处理(于辊间间隙为40μm，转速为200rpm的条件下反复辊压8min；再于辊间间隙为20μm，转速为300rpm的条件下反复辊压15min；再于辊间间隙为10μm，转速为300rpm条件下反复辊压15min)，得导电油墨；
步骤S3、将导电油墨、固化剂与剩余的稀释剂混合后，使用调刀手动混合搅拌，然后采用粒径为0.6mm(30目)的丝网印刷于聚四氟乙烯膜表面，涂布湿膜的厚度为500μm，再于60℃条件下固化2h，制备得到厚度为6μm的膜，即聚氨酯复合材料。
实施例2
本申请实施例提供一种聚氨酯复合材料及其制备方法。
一种聚氨酯复合材料，其成分如下表2所示。
表2
表2中：
聚氨酯复合材料的制备原料和聚氨酯-环氧树脂-碳纳米管复合物的制备原料分别以各自独立的重量份计，聚氨酯-环氧树脂-碳纳米管复合物的制备原料包括如下质量份数的下列组分：
聚氨酯-环氧树脂-碳纳米管复合物的制备方法，包括以下步骤：
步骤S10、将碳纳米管于频率为20kHz、功率为80W的条件下超声处理60min，然后在采用体积比为1:3的浓硝酸和浓硫酸酸化1h，得羧基碳纳米管；
步骤S11、将羧基碳纳米管、液体环氧树脂和乙醇于转速为1000rpm的条件下剪切分散30min，得碳纳米管浆料；
步骤S12、将聚氨酯载体加入到碳纳米管浆料中，混合均匀，将得到的浆料浓缩至原体积的1/3，然后放置在150℃烘箱中干燥8h，再于190℃的熔融温度下，采用螺杆挤出机熔融挤出干燥后的混合物，于多孔模头环切成碳纳米管母粒挤出，即得聚氨酯-环氧树脂-碳纳米管复合物。
一种聚氨酯复合材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤S1、按照实施例2表2提供的聚氨酯复合材料提供各原料；
步骤S2、将聚氨酯弹性体、聚氨酯-环氧树脂-碳纳米管复合物、分散剂、流平剂和90wt％的稀释剂，于1000rpm条件下搅拌15min得初始浆料，将初始浆料用三辊机进行研磨处理(于辊间间隙为30μm，转速为300rpm的条件下反复辊压5min；再于辊间间隙为10μm，转速为200rpm的条件下反复辊压10min；再于辊间间隙为5μm，转速为400rpm条件下反复辊压10min)，得导电油墨；
步骤S3、将导电油墨、固化剂与剩余的稀释剂混合后，使用调刀手动混合搅拌，然后采用粒径为0.6mm(30目)的丝网印刷于聚四氟乙烯膜表面，涂布湿膜的厚度为500μm，再于60℃条件下固化2h，制备得到厚度为6μm的膜，即聚氨酯复合材料。
实施例3
本申请实施例提供一种聚氨酯复合材料及其制备方法。
一种聚氨酯复合材料，其成分如下表3所示。
表3
表3中：
聚氨酯复合材料的制备原料和聚氨酯-环氧树脂-碳纳米管复合物的制备原料分别以各自独立的重量份计，聚氨酯-环氧树脂-碳纳米管复合物的制备原料包括如下质量份数的下列组分：
聚氨酯-环氧树脂-碳纳米管复合物的制备方法，包括以下步骤：
步骤S10、将碳纳米管于频率为40kHz、功率为200W的条件下超声处理40min，然后在采用体积比为3:1的浓硝酸和浓硫酸酸化5h，得羧基碳纳米管；
步骤S11、将羧基碳纳米管、液体环氧树脂和乙醇于转速为2000rpm的条件下剪切分散15min，得碳纳米管浆料；
步骤S12、将聚氨酯载体加入到碳纳米管浆料中，混合均匀，将得到的浆料浓缩至原体积的1/2，然后放置在120℃烘箱中干燥10h，再于200℃的熔融温度下，采用螺杆挤出机熔融挤出干燥后的混合物，于多孔模头环切成碳纳米管母粒挤出，即得聚氨酯-环氧树脂-碳纳米管复合物。
一种聚氨酯复合材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤S1、按照实施例3表3提供的聚氨酯复合材料提供各原料；
步骤S2、将聚氨酯弹性体、聚氨酯-环氧树脂-碳纳米管复合物、分散剂、流平剂和70wt％的稀释剂，于1000rpm条件下搅拌10min得初始浆料，将初始浆料用三辊机进行研磨处理(于辊间间隙为60μm，转速为100rpm的条件下反复辊压10min；再于辊间间隙为30μm，转速为400rpm的条件下反复辊压20min；再于辊间间隙为20μm，转速为200rpm条件下反复辊压20min)，得导电油墨；
步骤S3、将导电油墨、固化剂与剩余的稀释剂混合后，使用调刀手动混合搅拌，然后采用粒径为0.6mm(30目)的丝网印刷于聚四氟乙烯膜表面，涂布湿膜的厚度为500μm，再于60℃条件下固化2h，制备得到厚度为6μm的膜，即聚氨酯复合材料。
对比例1
本对比例提供一种聚氨酯复合材料，与实施例1的区别在于：将聚氨酯-环氧树脂-碳纳米管复合物替换为其他碳纳米管母粒。其他组分的添加份数及种类选择，以及聚氨酯复合材料的制备方法均一致。
对比例1的碳纳米管母粒的制备原料包括如下质量份数的下列组分：
对比例1的碳纳米管母粒的制备方法，包括以下步骤：
步骤S10、将碳纳米管于频率为30kHz、功率为100W的条件下超声处理30min，然后在采用体积比为1:1的浓硝酸和浓硫酸酸化3h，得羧基碳纳米管；
步骤S11、将羧基碳纳米管、羧甲基纤维素钠和水于转速为1500rpm的条件下剪切分散20min，得碳纳米管浆料；
步骤S12、将聚氨酯载体加入到碳纳米管浆料中，混合均匀，将得到的浆料浓缩至原体积的1/2，然后放置在100℃烘箱中干燥12h，再于180℃的熔融温度下，采用螺杆挤出机熔融挤出干燥后的混合物，于多孔模头环切成碳纳米管母粒挤出，即得。
对比例2
本对比例提供一种聚氨酯复合材料，与实施例1的区别在于：将聚氨酯-环氧树脂-碳纳米管复合物替换为其他碳纳米管母粒。其他组分的添加份数及种类选择，以及聚氨酯复合材料的制备方法均一致。
对比例2的碳纳米管母粒制备原料包括如下质量份数的下列组分：
对比例2的碳纳米管母粒的制备方法，包括以下步骤：
步骤S10、将碳纳米管于频率为30kHz、功率为100W的条件下超声处理30min，然后在采用体积比为1:1的浓硝酸和浓硫酸酸化3h，得羧基碳纳米管；
步骤S11、将羧基碳纳米管、N-甲基吡咯烷酮和聚乙烯吡咯烷酮于转速为1500rpm的条件下剪切分散20min，得碳纳米管浆料；
步骤S12、将聚氨酯载体加入到碳纳米管浆料中，混合均匀，将得到的浆料浓缩至原体积的1/2，然后放置在100℃烘箱中干燥12h，再于180℃的熔融温度下，采用螺杆挤出机熔融挤出干燥后的混合物，于多孔模头环切成碳纳米管母粒挤出，即得。
将实施例1-3以及对比例1-2制备的聚氨酯复合材料进行性能测试。
拉伸强度按GB/T1040标准进行测试，试样类型为Ⅱ型试样，样条尺寸(mm)：115(长)×(6±0.04)(中间平行部分宽度)×2(厚度)，拉伸速度为200mm/min。
弯曲强度按GB9341/T标准进行检验，试样类型为试样尺寸(mm)：(80±0.4)×(10±0.1)×(4±0.02)，弯曲速度为20mm/min。
悬臂梁缺口冲击强度按照GB/T 1843-2008测试，摆锤能量2.75J。
测试结果如下表4所示。从表4中可以看出，与对比例1-2相比，实施例1采用了聚氨酯-环氧树脂-碳纳米管复合物，可以显著改善碳纳米管的分散性能，进而在保证复合材料具有优异力学性能的前提下，还具有优异的导电性，并保证成膜处理后表面没有麻点，提高薄片的平整度。
表4测试结果
实施例1制备的聚氨酯复合材料在显微镜下，放大100倍的照片如图1所示。从图1中可以看出，本申请实施例制备的聚氨酯复合材料表面光滑无凸点，平整度高。
以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种聚氨酯复合材料，其特征在于，其制备原料以独立的质量份数计，包括如下质量份数的下列组分：
2.如权利要求1所述的聚氨酯复合材料，其特征在于，所述聚氨酯复合材料的制备原料和所述聚氨酯-环氧树脂-碳纳米管复合物的制备原料分别以各自独立的重量份计，所述聚氨酯-环氧树脂-碳纳米管复合物的制备原料包括如下质量份数的下列组分：
3.如权利要求2所述的聚氨酯复合材料，其特征在于，所述碳纳米管与所述聚氨酯载体的质量比为1:1-2；和/或
所述液体环氧树脂和所述溶剂的质量比为1:5-15；和/或
所述聚氨酯载体的粒径为0.2-0.5mm；和/或
所述碳纳米管的管径为5-30mm，管长为1-100μm，比表面积为150-400m2/g。
4.如权利要求2所述的聚氨酯复合材料，其特征在于，所述聚氨酯-环氧树脂-碳纳米管复合物的制备方法包括以下步骤：
将所述碳纳米管依次进行超声处理和酸化处理，得羧基碳纳米管；
将所述羧基碳纳米管与所述液体环氧树脂和所述溶剂混合，得碳纳米管浆料；
将所述聚氨酯载体加入到所述碳纳米管浆料中混合，然后浓缩干燥，熔融挤出，得所述聚氨酯-环氧树脂-碳纳米管复合物。
5.如权利要求4所述的聚氨酯复合材料，其特征在于，所述碳纳米管浆料中的碳纳米管的质量浓度为8-20wt％；和/或
所述熔融挤出的温度为180-200℃；和/或
所述干燥的条件：温度为100-150℃，时间为8-12h。
6.如权利要求1-5任一项所述的聚氨酯复合材料，其特征在于，所述聚氨酯弹性体为酸性非结晶型聚氨酯，数均分子量为5000-15000，羟基值为6-50KOHmg/g，酸值为3-10KOHmg/g。
7.如权利要求1-5任一项所述的聚氨酯复合材料，其特征在于，所述分散剂为阴离子型润湿分散剂、阳离子型润湿分散剂或受控自由基型超分散剂；和/或
所述流平剂选自丙烯酸类、有机硅类或氟碳化合物；和/或
所述稀释剂为515-稀释剂、616-慢干稀释剂、UV-SG稀释剂、416-开油水、436-开油水、UV-SL稀释剂、UV-SB稀释剂或UV-SW稀释剂；和/或
所述固化剂为脂肪族胺类、芳香族胺类或酰胺基胺类。
8.一种聚氨酯复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
按照权利要求1-7任一项所述的聚氨酯复合材料提供各原料；
将所述聚氨酯弹性体、所述聚氨酯-环氧树脂-碳纳米管复合物、所述分散剂、所述流平剂和部分所述稀释剂混料处理得初始浆料，将所述初始浆料进行研磨处理，得导电油墨；
将所述导电油墨、所述固化剂与剩余的所述稀释剂混合后，采用丝网印刷于基板表面，固化，得所述聚氨酯复合材料。
9.如权利要求8所述的聚氨酯复合材料的制备方法，其特征在于，所述研磨处理的具体过程为：
将所述初始浆料于辊间间隙为30-60μm，转速为100-300rpm的条件下辊压5-10min；再于辊间间隙为10-30μm，转速为200-400rpm的条件下辊压10-20min；再于辊间间隙为5-20μm，转速为200-400rpm条件下辊压10-20min。
10.一种聚氨酯复合材料的制品，其特征在于，采用权利要求1-7任一项所述的聚氨酯复合材料和/或权利要求8-9任一项所述的种聚氨酯复合材料的制备方法得到的聚氨酯复合材料制成。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310125164.6A CN116179015B (zh) | 2023-02-10 | 2023-02-10 | 一种聚氨酯复合材料及其制备方法和制品 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310125164.6A CN116179015B (zh) | 2023-02-10 | 2023-02-10 | 一种聚氨酯复合材料及其制备方法和制品 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN116179015A true CN116179015A (zh) | 2023-05-30 |
| CN116179015B CN116179015B (zh) | 2023-12-01 |
Family
ID=86450228
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202310125164.6A Active CN116179015B (zh) | 2023-02-10 | 2023-02-10 | 一种聚氨酯复合材料及其制备方法和制品 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN116179015B (zh) |
Citations (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003306607A (ja) * | 2002-02-12 | 2003-10-31 | Toray Ind Inc | 樹脂組成物およびその製造方法 |
| CN1858111A (zh) * | 2006-06-09 | 2006-11-08 | 中国科学院广州化学研究所 | 一种碳纳米管/环氧树脂复合材料的制备方法 |
| US20080044651A1 (en) * | 2004-06-02 | 2008-02-21 | Mysticmd Inc. | Coatings Comprising Carbon Nanotubes |
| JP2008076855A (ja) * | 2006-09-22 | 2008-04-03 | Dainippon Printing Co Ltd | カラーフィルター用インクジェットインク、カラーフィルターの製造方法、及び液晶表示装置の製造方法 |
| KR100959883B1 (ko) * | 2009-12-29 | 2010-05-27 | (주) 한국유화 | 전도성 열가소성 폴리우레탄 시트 제조방법 및 이를 이용하여 제조된 전도성 열가소성 폴리우레탄 시트 |
| CN101873993A (zh) * | 2007-07-11 | 2010-10-27 | 御国色素株式会社 | 碳纳米管的造粒产物及其制造方法 |
| CN104513410A (zh) * | 2013-09-30 | 2015-04-15 | 山东大展纳米材料有限公司 | 预分散碳纳米管橡胶母粒的制备方法 |
| CN104861633A (zh) * | 2015-04-08 | 2015-08-26 | 郑州大学 | 具有树枝状泡孔结构的导电高分子复合材料及其制备方法 |
| CN106084738A (zh) * | 2016-06-30 | 2016-11-09 | 嘉兴市高正高分子材料有限公司 | 一种碳纳米管改性的tpu抗静电薄膜 |
| US20180298221A1 (en) * | 2010-12-14 | 2018-10-18 | Molecular Rebar Design, Llc | Epoxy resin dispersions comprising discrete carbon nanotubes |
| CN110343270A (zh) * | 2019-07-05 | 2019-10-18 | 深圳烯湾科技有限公司 | 一种碳纳米管抗静电材料、浆料和薄膜及薄膜的制备方法 |
| CN111303728A (zh) * | 2020-04-26 | 2020-06-19 | 莫少平 | 一种碳纳米管改性聚氨酯增韧环氧树脂导电材料及其制法 |
| CN111500120A (zh) * | 2020-04-23 | 2020-08-07 | 东华大学 | 一种适合织物丝网印刷的纳米碳导电油墨及其制备方法 |
| CN112724644A (zh) * | 2020-12-18 | 2021-04-30 | 东莞市吉鑫高分子科技有限公司 | 一种导电型热塑性聚氨酯弹性体及其制备方法 |
-
2023
- 2023-02-10 CN CN202310125164.6A patent/CN116179015B/zh active Active
Patent Citations (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003306607A (ja) * | 2002-02-12 | 2003-10-31 | Toray Ind Inc | 樹脂組成物およびその製造方法 |
| US20080044651A1 (en) * | 2004-06-02 | 2008-02-21 | Mysticmd Inc. | Coatings Comprising Carbon Nanotubes |
| CN1858111A (zh) * | 2006-06-09 | 2006-11-08 | 中国科学院广州化学研究所 | 一种碳纳米管/环氧树脂复合材料的制备方法 |
| JP2008076855A (ja) * | 2006-09-22 | 2008-04-03 | Dainippon Printing Co Ltd | カラーフィルター用インクジェットインク、カラーフィルターの製造方法、及び液晶表示装置の製造方法 |
| CN101873993A (zh) * | 2007-07-11 | 2010-10-27 | 御国色素株式会社 | 碳纳米管的造粒产物及其制造方法 |
| KR100959883B1 (ko) * | 2009-12-29 | 2010-05-27 | (주) 한국유화 | 전도성 열가소성 폴리우레탄 시트 제조방법 및 이를 이용하여 제조된 전도성 열가소성 폴리우레탄 시트 |
| US20180298221A1 (en) * | 2010-12-14 | 2018-10-18 | Molecular Rebar Design, Llc | Epoxy resin dispersions comprising discrete carbon nanotubes |
| CN104513410A (zh) * | 2013-09-30 | 2015-04-15 | 山东大展纳米材料有限公司 | 预分散碳纳米管橡胶母粒的制备方法 |
| CN104861633A (zh) * | 2015-04-08 | 2015-08-26 | 郑州大学 | 具有树枝状泡孔结构的导电高分子复合材料及其制备方法 |
| CN106084738A (zh) * | 2016-06-30 | 2016-11-09 | 嘉兴市高正高分子材料有限公司 | 一种碳纳米管改性的tpu抗静电薄膜 |
| CN110343270A (zh) * | 2019-07-05 | 2019-10-18 | 深圳烯湾科技有限公司 | 一种碳纳米管抗静电材料、浆料和薄膜及薄膜的制备方法 |
| CN111500120A (zh) * | 2020-04-23 | 2020-08-07 | 东华大学 | 一种适合织物丝网印刷的纳米碳导电油墨及其制备方法 |
| CN111303728A (zh) * | 2020-04-26 | 2020-06-19 | 莫少平 | 一种碳纳米管改性聚氨酯增韧环氧树脂导电材料及其制法 |
| CN112724644A (zh) * | 2020-12-18 | 2021-04-30 | 东莞市吉鑫高分子科技有限公司 | 一种导电型热塑性聚氨酯弹性体及其制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN116179015B (zh) | 2023-12-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| WO2018228407A1 (zh) | 一种石墨烯/金属纳米带复合导电油墨及其制备方法和应用 | |
| Cao et al. | High-performance conductive adhesives based on water-soluble resins for printed circuits, flexible conductive films, and electromagnetic interference shielding devices | |
| EP2371472A2 (en) | Low temperature sinterable metal nanoparticle composition and electronic article formed using the composition | |
| Peng et al. | Conductivity improvement of silver flakes filled electrical conductive adhesives via introducing silver–graphene nanocomposites | |
| CN111621226A (zh) | 一种导电银浆、制备方法及其在导电薄膜上的应用 | |
| TWI671766B (zh) | 導電性薄膜及導電性薄膜之製造方法 | |
| CN104962226A (zh) | 一种导电银胶及其制备方法和应用 | |
| TWI656093B (zh) | 石墨烯分散膏、其製備方法及使用方法 | |
| CN113136042B (zh) | 一种基于CTAB改性聚苯乙烯复合P(VDF-TrFE)的摩擦电能量转化器件 | |
| CN115101237A (zh) | 一种银电极导电浆料及由其制备的银电极、电热膜 | |
| CN113667299A (zh) | 一种抗静电聚酰胺组合物及其制备方法和应用 | |
| CN111512400B (zh) | 银包覆树脂粒子 | |
| CN116179015B (zh) | 一种聚氨酯复合材料及其制备方法和制品 | |
| CN110343270A (zh) | 一种碳纳米管抗静电材料、浆料和薄膜及薄膜的制备方法 | |
| CN110643041A (zh) | 一种折射率可调控的无色透明聚酰亚胺薄膜及其制备方法 | |
| CN112940604B (zh) | 导电涂料及其制备方法 | |
| TWI753180B (zh) | 複合樹脂粒子之製造方法、樹脂成形體及複合樹脂粒子 | |
| Chen et al. | Biotemplated synthesis of cellulose nanocrystal@ PVP-assisted polydopamine@ Ag nanoparticle as conductive composites | |
| CN112266611A (zh) | 一种功能化聚酰亚胺复合微球及其制备方法 | |
| CN107486603B (zh) | 一种大面积定向排布多种导电微粒的方法 | |
| CN116535704A (zh) | 石墨烯聚氨酯导电薄膜及其制备方法 | |
| KR20110115560A (ko) | 나노카본 분산액의 제조방법, 이를 이용한 나노카본 분산액, 나노카본의 평가방법, 나노카본 소재의 제조방법 | |
| KR102083427B1 (ko) | 셀룰로오스 나노섬유의 결정영역 또는 비결정 영역에 탄소나노튜브가 삽입되어 전기 경로 네트워크를 형성하는 셀룰로오스 나노섬유 기반 전기전도성 복합체. | |
| CN110379539B (zh) | 一种丝网印刷用的分形结构银微粒导电油墨制备嵌入式电极及方法 | |
| CN108623846A (zh) | 硅碳复合纳米管及其制备方法和应用 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |