[发明专利]一种碳纳米结构复合聚氨酯泡沫、制备方法和用途

说明书

本发明涉及一种复合聚氨酯泡沫，所述聚氨酯泡沫中含有碳纳米结构的复合物；所述碳纳米结构的复合物含有碳元素和0.5～4wt％的第一非碳非氧元素物质，所述第一非碳非氧元素物质为第一非碳非氧元素的单质、化合物中的任意1种或至少2种的组合；所述第一非碳非氧元素为P、Si、Ca、Al和Na；所述碳纳米结构的复合物在拉曼光谱下碳元素G峰与D峰峰高比值为1～20。本发明通过选用特定的碳纳米结构复合物，实现了只需要将其与聚醚多元醇简单混合，然后与多异氰酸酯聚合即可实现对聚氨酯的复合的目的，省略了对碳纳米结构复合物进行复合的步骤，工艺简单，与现有设备无缝连接。

技术领域

本发明属于高分子材料领域，具体涉及一种碳纳米结构复合聚氨酯泡沫、制备方法和用途，所述碳纳米结构复合聚氨酯泡沫具有远红外功能，能够用于制作枕头、床垫、坐垫、靠垫、沙发、护腰、鞋垫、乳罩、汽车座椅、马桶坐垫或暖手宝，发射远红外线，起到保健功能。

背景技术

聚氨酯全称为聚氨基甲酸酯，是主链上含有重复氨基甲酸酯基团的大分子化合物的统称，它是由有机二异氰酸酯或多异氰酸酯与二羟基或多羟基化合物加聚而成。

CN104892886A公开了一种低烟气释放的硬质氨酯泡沫及其制备方法和用途。该聚氨酯泡沫通过包含多异氰酸酯、聚合物多元醇、扩链剂、催化剂、阻燃剂、发泡剂的组合物制得，其中，上述聚合物多元醇包含与石墨烯化学键连接的聚醚多元醇，上述阻燃剂是有机磷类阻燃剂和无机阻燃剂的复配组合物。该硬质聚氨酯泡沫既优异的阻燃性能，还具备更低的烟气释放速率，可以大大提高火灾受困人员的存活几率。但其需要将石墨烯与多元醇进行化学键连接，工艺条件苛刻，前处理复杂，且其制备得到的材料没有明显的远红外功能。

CN202088605U公开了一种“具有远红外保健功能的记忆聚氨酯”，包括一制冷聚氨酯层、一保暖聚氨酯层、一远红外保健层，远红外保健层固定在制冷聚氨酯层上，保暖聚氨酯层固定在远红外保健层上。远红外保健层采用竹炭纤维制成的远红外保健层。保暖聚氨酯层为一太空记忆棉。可以通过发出远红外线以促进人体血液循环，起到保健作用，有利于人们的身体健康。

CN104804204A公开了“一种石墨烯/热塑性聚氨酯复合材料及其制备方法和应用”，本发明公开了一种石墨烯/热塑性聚氨酯复合材料及其制备方法和应用，采用改进Hummers法制备氧化石墨烯，分散于DMF中，超声处理，倒入溶胀于DMF中的TPU，采用溶液涂覆成膜工艺制得GO/TPU复合材料薄膜，再经200℃原位热还原处理2h，制得石墨烯/热塑性聚氨酯复合材料，制得的石墨烯/热塑性聚氨酯复合材料电性能优异，填料分散均匀，可用于制备TPU医疗床垫、TPU沼气储存袋、TPU涉水类产品、TPU储水储油袋等对材料的阻隔及抗静电性能有较高要求的领域。

发明内容

本发明目的之一在于提供一种复合聚氨酯泡沫，所述聚氨酯泡沫中含有碳纳米结构的复合物；

所述碳纳米结构的复合物含有碳元素和0.5～4wt％的第一非碳非氧元素物质，所述第一非碳非氧元素物质为第一非碳非氧元素的单质、化合物中的任意1种或至少2种的组合；所述第一非碳非氧元素为P、Si、Ca、Al和Na；所述化合物典型但非限制性的包括碳化物、氧化物等；

所述碳纳米结构的复合物在拉曼光谱下碳元素G峰与D峰峰高比值为1～20，例如2、5、7、8、10、12、13、16、18等；可选地，所述碳纳米结构的复合物在拉曼光谱下还存在2D峰。

拉曼光谱下碳元素G峰体现了sp2杂化程度；D峰体现了晶格缺陷，例如sp3的碳结构。

本发明所述碳纳米结构的复合物是一种以碳元素为主的含有杂质元素的复合物，其中碳元素主要以sp2杂化的形式存在。

本发明选用特定的碳纳米结构的复合物作为复合原料，与聚醚多元醇混合后，可以采用传统的聚氨酯制备方法继续与多异氰酸酯聚合，无需提前将碳纳米结构的复合物进行改性，只需要简单混合聚醚多元醇和碳纳米结构的复合物即可。