[发明专利]一种高度剥离的二维纳米片增强聚氨酯复合材料的制备方法

权利要求书

1.一种高度剥离的二维纳米片增强聚氨酯复合材料的制备方法，其特征在于，该制备方法包括以下步骤：

（1）层状结构颗粒接枝改性：将纳米级、亚微米级或微米级的层状无机颗粒搅拌分散于无水溶剂中，配比为3-8g:100mL，加入过量的异氰酸酯，充分混合，升温至80℃，直至体系不产生二氧化碳气体为止，得到异氰酸酯改性层状颗粒混合液，静置0.5-1小时，过滤除去上层溶剂，即获得改性层状颗粒絮状混合物；

（2）聚氨酯纳米复合材料的制备：将步骤（1）所获得的改性层状颗粒絮状混合物分散在计量的多元醇中，再加入计量的异氰酸酯于80℃下继续搅拌反应1.5-3小时，获得预聚体；将预聚体真空脱泡后加入计量的扩链剂，搅拌30-90秒，倒入预热至60℃的模具，放入120℃的平板硫化机中加压固化30分钟，然后将样片放在鼓风烘箱中100℃熟化24小时，室温放置一周后，制得热塑性聚氨酯弹性体纳米复合材料；其中，多元醇、扩链剂和异氰酸酯在使用前分别进行预处理，预处理的方法是：多元醇和扩链剂分别在100-110℃下真空脱水1.5-2.5小时，异氰酸酯放置真空烘箱于45-60℃下缓慢熔化，多元醇:异氰酸酯:扩链剂三者经预处理后的投料质量比为100:25-60:10-35，改性层状颗粒絮状混合物与多元醇、异氰酸酯和扩链剂三者经预处理后的总质量的质量比为0.5-5:100。

2.如权利要求1所述的一种高度剥离的二维纳米片增强聚氨酯复合材料的制备方法，其特征在于，在步骤（1）中，所述片层无机颗粒为水滑石、蒙脱土、石墨烯、氧化石墨烯或云母。

3.如权利要求1所述的一种高度剥离的二维纳米片增强聚氨酯复合材料的制备方法，其特征在于，在步骤（1）或步骤（2）中，所述异氰酸酯为脂肪族异氰酸酯中的六亚甲基二异氰酸酯、赖氨酸二异氰酸酯、多亚甲基多苯基二异氰酸酯、三甲基-1,6-六亚甲基二异氰酸酯、四甲基二亚甲基二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、异氟尔酮二异氰酸酯、1,4-环己烷二异氰酸酯和芳香族异氰酸酯中的苯二亚甲基二异氰酸酯、4，4`-二苯基甲烷二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、1,5-奈二异氰酸酯中的一种或复配。

4.如权利要求1所述的一种高度剥离的二维纳米片增强聚氨酯复合材料的制备方法，其特征在于，在步骤（1）中，所述无水溶剂为经脱水后的二甲基甲酰胺、经脱水后的二甲基乙酰胺中的一种或复配。

5.如权利要求1所述的一种高度剥离的二维纳米片增强聚氨酯复合材料的制备方法，其特征在于，在步骤（2）中，所述多元醇为聚己内酯二醇、聚己二酸乙二酯、聚醚聚氧化丙烯醚、聚四氢呋喃、端羟基聚丁二烯、端羟基聚丁二烯-丙烯腈和端羟基聚异戊二烯聚酯中的一种或多种复配，其中，聚四氢呋喃为聚四氢呋喃二醇PTMG-1000或聚四氢呋喃二醇PTMG-2000。

6.如权利要求1所述的一种高度剥离的二维纳米片增强聚氨酯复合材料的制备方法，其特征在于，在步骤（2）中，所述扩链剂为1,4-丁二醇、氢醌双（2-羟乙基）醚、氢化双酚A、间苯二酚二羟乙基醚、3,3’-二氯-4,4’-二苯甲烷二胺，3,5-二甲硫基甲苯二胺或3,5-二氨基对氯苯甲酸异丁酯。