[发明专利]一种石墨烯增强聚氨酯复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种石墨烯增强聚氨酯复合材料及其制备方法，由以下质量份的原料组成：聚氨酯60～80份，异氰酸酯10～18份，石墨烯3～6份，抗氧化剂0.8～1份，阻燃剂3～5份，偶联剂3～6份，流平剂0.1～1份，润滑剂1～4份，消泡剂0.08～0.3份，抗菌剂0.5～0.8份，稳定剂0.5～1份，石墨烯增强聚氨酯复合材料的制备方法包括：石墨烯的制备、石墨烯/聚氨酯混合溶液制备、石墨烯/聚氨酯母粒的制备、挤出造粒。本发明提出的制备过程简单合理，易于实施，制备出的石墨烯增强聚氨酯复合材料不仅具有良好的导电导热性能，而且具备优异的抗拉伸耐撕裂性能，拓展了此类材料的使用范围。

技术领域

本发明涉及石墨烯聚氨酯复合材料领域，尤其是一种石墨烯增强聚氨酯复合材料及其制备方法。

背景技术

石墨烯是一种有碳原子规律排列而成的，具有六角蜂窝状结构的一种结构简单的二维无机材料。石墨烯中每个碳原子均处在sp²杂化状态，形成一种复式的六角晶格结构，其独一无二的结构特性决定了其具有优异的导电性、导热性能，而且石墨烯的强度是现已知材料中最高的，其断裂强度是钢材料的200倍。此外，石墨烯具有非常高的径厚比，较低的密度，故其是很理想的复合材料增强相。以石墨烯为填料所制备的石墨烯/聚合物复合材料，除了表现出较高的强度和抗疲劳性，还可提供导电性能、导热性。耐腐蚀性。气体阻隔性、电磁屏蔽性等诸多功能，使得石墨烯作为复合材料的填料具有广阔的应用前景。

聚氨酯是聚氨基甲酸酯的简称，一般定义为在高分子主链上含有重复氨基甲酸酯集团的大分子化合物，聚氨酯一般由二元或者多元异氰酸与两个或者多个羟基化合物、二元胺等经过逐步聚合反应而成的高分子化合物，聚氨酯大分子中除了生成氨基甲酸酯外，分子链中还可含有醚、脲、酯、缩二脲、脲基甲酸酯等基团。聚氨酯由于具备良好的耐磨损性能、耐腐蚀性能、粘附性能、化学稳定性和软硬段的可调控性等诸多优异性能，从而被广泛地应用于航空航天、机械电子、车辆船舶、土木建筑、家具家居、箱包服饰以及轻工纺织等行业。但众所周知，聚氨酯材料存在易水解、机械轻度偏低、耐热性以及导电性差的缺点，研究工作者往往通过在聚氨酯中添加无机材料来制备聚氨酯/无机复合材料。而石墨烯具有极大的比表面积、优异的导电导热性能以及极高的拉伸强度，因此在聚氨酯材料当中添加石墨烯可制备出性能优异的石墨烯增强的聚氨酯复合材料。

发明内容

为了克服现有技术中存在的问题，提高聚氨酯材料的导电导热性能以及材料的拉伸强度，本发明提出了一种石墨烯增强聚氨酯复合材料及其制备方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种石墨烯增强聚氨酯复合材料及其制备方法，由以下质量份的原料组成：

所述石墨烯增强聚氨酯复合材料由以下方法制备而成：