[发明专利]一种改性玻璃纤维增强聚碳酸酯型水性聚氨酯抗静电材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及聚氨酯材料领域，确切地说是一种改性玻璃纤维增强聚碳酸酯型水性聚氨酯抗静电材料的制备方法。

背景技术

聚碳酸酯作为一种热塑性聚合物，可简单分为脂肪族、芳香族等几类，在汽车、建筑、电器等行业里有着广泛的应用。因其无毒、透明、耐腐烛性好，也应用于日常生活中，比如安全玻璃、光盘等材料。

水性聚氨酯是一种特殊的聚氨树脂材料，由聚氨酯在水中溶解分散形成，可以作为多种应用形态的基础树脂，比如水性聚氨酯涂料、胶黏剂等，随着人们环保意识的日益深化而受到了人们的广泛青睐，这就要求水性聚氨酯必须从原材料选用到各个制备过程的环节都是绿色的、环境友好的。为此聚氨酯的研究学者做了大量的聚氨酯改性工作：如丙烯酸酯改性、环氧树脂改性以及采用物理共混等方法进行改性。但是在这些改性方法中，仍然或多或少地存在着对环境和人有害的物质，并未从源头上解决问题。因此，研究开发环保型的聚氨酯材料将成为今后改性水性聚氨酯的主要方向。

章云冉在《葡萄糖-丙烯酸酯改性聚碳酸酯型水性聚氨酯乳液的制备与性能研究》一文中通过聚碳酸酯二醇、异佛尔酮二异氰酸酯为主要合成原料，二羟甲基丙酸为亲水扩链剂，1，4-丁二醇为小分子扩链剂，合成出聚碳酸酯型水性聚氨酯乳液，用葡萄糖对聚碳酸酯型聚氨酯进行改性，并对它们进行了表征，得出制备出的材料综合性能较好，但随着对材料的要求提高，聚碳酸酯型水性聚氨酯本身的性能已经不能满足需求，这就要求材料高性能化。

发明内容

本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，改善了抗静电和耐磨性差的缺点，提供一种一种改性玻璃纤维增强聚碳酸酯型水性聚氨酯抗静电材料的制备方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种改性玻璃纤维增强聚碳酸酯型水性聚氨酯抗静电材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）将4-5重量份魔芋粉溶于100-110重量份水后置于密闭容器，密封，加热至为150-180℃保持反应2-4小时后进行冷却后，并加入1-2重量份氧化石墨，超声分散30-40分钟，加热至为150-180℃保持反应3-4小时，冷却后，得水解魔芋粉-氧化石墨复合材料；

（2）将25-30重量份聚碳酸酯二元醇干燥脱水12-24小时后，缓慢加入20-25二苯基甲烷二异氰酸酯,与0.02-1重量份二月桂酸二丁基锡，在氮气氛围中80-85℃反应15-20分钟后，加入适量丙酮稀释后反应3-4小时，降温至60-70℃,加入10-20重量份二羟甲基丙酸与N-甲基-2-吡咯烷酮的混合物、5-7重量份1,4丁二醇和4-5.5重量份水解魔芋粉-氧化石墨复合材料反应1-12小时，得交联聚碳酸酯型水性聚氨酯弹性体待用；

（3）将2-3重量份硅烷偶联剂溶于适量无水乙醇中，50-70℃水浴中加入5-8重量份的玻璃纤维，均匀搅拌2-6h，真空干燥8-16h，得到改性玻璃纤维；

（4）将交联聚碳酸酯型水性聚氨酯弹性体、2-5重量份聚丙烯醇，改性玻璃纤维，1-2重量份抗氧剂混合高速搅拌直至均匀后，挤出造粒，得到改性玻璃纤维增强聚碳酸酯型水性聚氨酯抗静电材料。

步骤（1）所述的冷却为用冷水进行冷却。

步骤（2）所述的二羟甲基丙酸与N-甲基-2-吡咯烷酮的混合物为二羟甲基丙酸与N-甲基-2-吡咯烷酮（0.8-1）:1混合。

步骤（4）所述的抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂168中的一种。

本发明的优点是：

本发明将魔芋粉进行高温水解后以水解液包覆氧化石墨进行复合后，以聚碳酸酯二醇、异二苯基甲烷二异氰酸酯为主要合成原料，二月桂酸二丁基锡为催化剂，二羟甲基丙酸为亲水性单体，1，4-丁二醇为小分子扩链剂，N-甲基-2-吡咯烷酮与丙酮为降粘剂，与水解魔芋粉-氧化石墨复合材料合成出交联聚碳酸酯型水性聚氨酯弹性体与改性玻璃纤维混合后进行造粒，本发明制备的水解魔芋粉-氧化石墨复合材料作为聚合物抗静电剂，同时水解魔芋粉可作为聚合物的交联剂，降低了对材料力学性能的影响，玻璃纤维进行偶联改性后相容性提高，聚丙烯醇与改性玻璃纤维、抗氧剂之间产生协同作用，制备的材料的抗静电和耐磨性均良好，机械性能均一。

具体实施方式

一种改性玻璃纤维增强聚碳酸酯型水性聚氨酯抗静电材料的制备方法，包括以下步骤：