[发明专利]石墨烯改性聚氨酯泡沫及其制备方法

说明书

本发明涉及石墨烯的技术领域，尤其涉及一种石墨烯改性聚氨酯泡沫及其制备方法。石墨烯为具有异氰酸基的功能化石墨烯，异氰酸酯功能化石墨烯是由氧化石墨烯改性制备；石墨烯改性聚氨酯泡沫是在一定的条件下，由异氰酸酯、异氰酸酯改性石墨烯、聚醚多元醇、扩链剂、发泡剂、催化剂、有机硅泡沫稳定剂反应而成的。为了提高石墨烯与聚氨酯分子链的相互作用，使石墨烯稳定存在于聚氨酯泡沫中，对氧化石墨烯进行了异氰酸酯改性，在其表面引入了异氰酸酯基团。异氰酸酯基团可以与聚醚多元醇进行反应，达到石墨烯聚合改性聚氨酯泡沫的目的。本发明制备的石墨烯改性聚氨酯泡沫具有良好的力学性能，同时具备抗菌抑菌、远红外等功能性。

技术领域

本发明涉及一种聚氨酯泡沫，尤其涉及一种石墨烯改性聚氨酯泡沫及其制备方法。

背景技术

软质聚氨酯泡沫塑料是用量最大的一种聚氨酯产品，以其密度低、弹性回复好、透气、保温等优异的性能，可以广泛应用于家具垫材、易碎品及精密仪器等包装材料、隔热保温材料、交通工具座椅垫材等。而一些功能性物质的加入，可使聚氨酯泡沫具有远红外、抗菌抑菌等功能性，但是一般是以物理添加的方式加入，其功能稳定性差。

石墨烯是一种新型的二维纳米材料，有“工业味精”的称号。石墨烯具有诸多优异的性能，如优异的光学性能、电性能、力学及热学性能等，同时也会赋予材料远红外、抗菌抑菌等功能性。但是，石墨烯由于同时具有面内的碳-碳σ键和面外的π电子，所以具有很高的结构稳定性及热和化学稳定性，且由于本身的特性，极易团聚，在材料中分散困难。如果对石墨烯进行适当官能团的修饰，将具有丰富的化学活性，如氧化石墨烯及功能化石墨烯，通过对石墨烯官能团的选择，可以实现石墨烯结构的可控性，并实现石墨烯在材料中的均匀分散。

目前，石墨烯改性聚氨酯泡沫大都采用石墨烯与聚醚多元醇简单混合等方法。专利CN201710142113.9公开了改性石墨烯及其制备方法以及聚氨酯泡沫材料及其制备方法和应用，其中改性石墨烯是由端氨基聚醚提供的基团，形成的改性石墨烯可以较好地与聚氨酯泡沫材料复配，得到石墨烯良好分散的聚氨酯泡沫材料。CN201510283153.6公开了一种石墨烯化学改性硬质聚氨酯泡沫，该聚氨酯泡沫使用的聚合物多元醇包含与石墨烯化学键链接的聚醚多元醇，该硬质聚氨酯泡沫有优异的阻燃性能。CN201510708956.1公开了一种含有石墨烯的复合聚氨酯泡沫、制备方法和用途，是通过选用特定的碳纳米结构复合物，实现了只需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复合的目的。

目前为止，未见到通过使用石墨烯接枝异氰酸酯以此制备聚氨酯泡沫的报道。

发明内容

本发明旨在解决上述缺陷，提供一种石墨烯改性聚氨酯泡沫及其制备方法。

为了克服背景技术中存在的缺陷，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种石墨烯改性聚氨酯泡沫，石墨烯为具有异氰酸基的功能化石墨烯，异氰酸酯功能化石墨烯是由氧化石墨烯改性制备；

所述的石墨烯改性聚氨酯泡沫是在一定的条件下，由异氰酸酯、异氰酸酯改性石墨烯、聚醚多元醇、扩链剂、发泡剂、催化剂、有机硅泡沫稳定剂反应而成的；

所述石墨烯的质量占异氰酸酯质量的0.05%-0.3%。

石墨烯改性聚氨酯泡沫的制备方法，该制备方法的具体步骤包括：

第一步，异氰酸酯功能化石墨烯的制备

将石墨烯粉末加入到的溶剂中，进行分散；

然后加入TDI，在温度为80-100℃下反应，反应时间为4-8h；

反应结束后使用洗涤溶剂充分洗涤，真空干燥，得到灰色的异氰酸酯功能化石墨烯；

第二步，石墨烯改性聚氨酯泡沫的制备

将第一步得到的异氰酸酯功能化石墨烯分散于TDI中；