[发明专利]纳米碳纤维聚醚多元醇乳化剂及其制备方法和用途

权利要求书

1.一种纳米碳纤维聚醚多元醇乳化剂，其特征在于，该乳化剂在聚醚多元醇分子链段中通过化学反应嵌入了纳米碳纤维CNFs，所述乳化剂的结构通式如下：

其中，m₁-m₈分别独立地为不小于0的整数；R为CH₃。

2.根据权利要求1所述的乳化剂，其特征在于，所述乳化剂中m₁-m₈分别独立地为0-3的整数但不同时为0。

3.根据权利要求1所述的乳化剂，其特征在于，所述乳化剂的羟值为20-100mgKOH/g，乳化剂粉末粒径为2-18nm。

4.根据权利要求3所述的乳化剂，其特征在于，所述乳化剂的羟值为40-70mgKOH/g。

5.权利要求1或2所述乳化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将CNFs氧化成含羟基、羧基、酯基和酚类官能团中的一种或多种含氧基团的氧化物，得到改性CNFs；

(2)改性CNFs与环氧乙烷在碱性催化剂作用下发生加成反应，过滤产物取滤渣，得到中间产物A；

(3)中间产物A与环氧丙烷在碱性催化剂作用下进行加成反应，过滤产物取滤渣，加入酸性水溶液除去碱性阳离子，得到CNFs聚醚多元醇乳化剂。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，使用浓H₂SO₄与浓HNO₃混合溶液氧化CNFs，CNFs与酸的质量比为1：(3-5)，浓H₂SO₄与浓HNO₃的比例为(1-10):1；氧化反应的温度200-280℃，氧化时间12-18h。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，浓H₂SO₄与浓HNO₃的比例为(2-4):1；氧化反应的温度240-260℃，氧化时间13-15h。

8.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，改性CNFs与环氧乙烷的质量比为1:(5-15)；加成反应中使用碱性催化剂，该催化剂为KOH、KAc和碱性胺类催化剂中的一种或多种，其用量占反应体系质量的0.03-0.2wt％；反应温度140-180℃，反应时间2-6h。

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，改性CNFs与环氧乙烷的质量比为1:(8-12)。

10.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，中间产物A与环氧丙烷的质量比为1:(5-15)；加成反应中使用碱性催化剂，该催化剂为KOH、KAc和碱性胺类催化剂中的一种或多种，其用量占反应体系质量的0.03-0.2wt％；反应温度140-180℃，反应时间2-6h；加入的酸性水溶液为弱酸性水溶液。

11.根据权利要求10所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，中间产物A与环氧丙烷的质量比为1:(8-12)；加入的酸性水溶液为磷酸水溶液。

12.权利要求1-4中任一项所述的纳米碳纤维聚醚多元醇乳化剂或采用权利要求5-11中任一项所述制备方法制备的纳米碳纤维聚醚多元醇乳化剂的用途，该乳化剂用于生产聚氨酯硬质泡沫，该乳化剂参与或不参与和多异氰酸酯的反应。