[发明专利]一种导电聚氨酯胶粘剂及其制备方法

说明书

本发明提供了一种导电聚氨酯胶粘剂及其制备方法。本发明提供的导电聚氨酯胶粘剂的制备方法包括以下步骤：a)将氧化石墨烯与多元醇混合，得到混合料；b)将所述混合料与异氰酸酯、催化剂和交联剂混合反应，得到中间物；c)将所述中间物与卤代烷烃混合反应，得到导电聚氨酯胶粘剂。通过上述方法制得的导电聚氨酯胶粘剂能够有效提升聚氨酯的导电性，同时具有良好的力学性能和粘结性能。

技术领域

本发明涉及胶粘剂领域，特别涉及一种导电聚氨酯胶粘剂及其制备方法。

背景技术

聚氨酯是主链含-NHCOO-重复结构单元的一类聚合物，由于含强极性的氨基甲酸酯基，具有良好的韧性、耐磨性、粘合性和耐老化性能，可应用于胶粘剂、弹性体、热塑性树脂以及热固性树脂等领域。聚氨酯含有很强极性和化学活泼性的-NCO-(异氰酸根)、-NHCOO-(氨基甲酸酯基团)，作为胶粘剂可与含有活泼氢的基材，如木材、皮革、织物、纸张、陶瓷等材料，以及金属、玻璃、橡胶、塑料等表面光洁的材料都展示出优良的化学粘接力。聚氨酯胶粘剂具备优异的抗剪切强度、抗冲击特性等优异的橡胶特性，适应不同热膨胀系数基材的粘合，适用于各种结构性粘合领域。聚氨酯胶粘剂可在基材之间形成软-硬过渡层，不仅粘接力强，同时还具有优异的缓冲、减震功能。

然而，随着电子电器行业的不断发展，用于将多种导电材料连接在一起，使被连接材料间形成电通路的导电胶的需求也越来越高，聚氨酯胶粘剂作为导电胶带的胶粘层应用于某些需要导电的环境中，诸如电子器件中电子组件的连接时，容易因导电性能不好而影响电子器件发挥有效功能。因此，提高聚氨酯胶粘剂的导电性具有重要意义。

在聚氨酯胶粘剂中加入导电填料是提高聚氨酯胶粘剂的主要方法。这些导电填料包括：金属纳米粒子，例如纳米银、纳米镍等，也可以使用石墨烯、碳纳米管等。石墨烯是一种由碳原子以sp2杂化连接形成的单原子层二维晶体，碳原子规整排列于蜂窝状点阵结构单元之中。单层石墨烯的厚度仅为0.35nm，C-C键长为0.142nm，每个碳原子除了以σ键与其他三个碳原子相连之外，剩余的π电子与其他碳原子的π电子形成离域大π键，电子可在此区域内自由移动，从而使石墨烯具有优异的导电性能。因此，石墨烯可以作为一种重要的导电性填料，理论上，在聚氨酯胶粘剂中加入石墨烯，提高聚氨酯胶粘剂的导电性，可以制备导电性聚氨酯胶粘剂。

然而，实际上，虽然石墨烯具有稳定的晶格结构和极高的载流子迁移率，显示出优异的导电性能，但石墨烯在聚氨酯胶粘剂中有自聚集倾向使其难以构建有效的导电网络，无法有效提升聚氨酯的导电性，还会影响聚氨酯的力学性能和粘结性。石墨烯的氧化修饰有益于在聚氨酯胶粘剂中的分散和导电网络的构建，但是氧化石墨烯本身的导电性又会急剧下降。因此，采用石墨烯作为导电填料时，有效实现导电性的提升以及保证良好的力学性能及粘结性能十分困难。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种导电聚氨酯胶粘剂及其制备方法。本发明提供的导电聚氨酯胶粘剂能够有效提升聚氨酯的导电性，同时具有良好的力学性能和粘结性能。

本发明提供了一种导电聚氨酯胶粘剂的制备方法，包括以下步骤：

a)将氧化石墨烯与多元醇混合，得到混合料；

b)将所述混合料与异氰酸酯、催化剂和交联剂混合反应，得到中间物；

c)将所述中间物与卤代烷烃混合反应，得到导电聚氨酯胶粘剂。

优选的，所述卤代烷烃为C1～C20的单取代烷烃和C1～C20的双取代烷烃中的一种或几种；

所述卤代烷烃为碘代烷烃和溴代烷烃中的一种或几种；

所述交联剂为三羟基醇胺和三羟基醇中的一种或几种。

优选的，所述卤代烷烃为溴乙烷、溴丙烷、溴丁烷、1,2-二溴乙烷、1,4-二溴丁烷、溴苯、碘乙烷、碘丁烷、1,2-二碘乙烷、1,4-二碘丁烷和碘苯中的一种或几种；