[发明专利]碳纳米管负载纳米银线改性聚氨酯抗静电乳液的制备方法

说明书

本发明公开了一种碳纳米管负载纳米银线改性聚氨酯抗静电乳液的制备方法，涉及高分子化学领域，首先以多巴胺在弱碱性体系下氧化自聚合反应对碳纳米管进行表面装饰包裹，并将纳米银线掺杂到体系中，利用体系中剩余的多巴胺对纳米银线进行包裹，接着以硅烷偶联剂作为媒介连续包裹，有效的将纳米银线固定在碳管表面，再合成聚氨酯预聚体，最终将两者均匀混合后利用体系中剩余的异氰酸酯基与功能化碳纳米管表面活性基团发生共价缩聚交联，制备得到碳纳米管负载纳米银线聚氨酯涂料。本发明采用碳纳米管负载纳米银线作为添加剂，均匀分散在聚氨酯基体中，该涂膜可满足在高拉伸、高热稳定性条件下使用要求，同时具有足够好的抗静电性能。

技术领域

本发明涉及高分子化学领域，尤其涉及一种碳纳米管负载纳米银线改性聚氨酯抗静电乳液的制备方法。

背景技术

水性聚氨酯以水为溶剂，具有绿色环保、运输安全、耐候性良好等特点，随着人们对多功能新型材料诉求，研究人员尝试着将某类性能突出的材料与聚氨酯进行复合，以扩大其在实际生产中的应用范畴，被用于在建筑涂料、皮革、纺织、包装膜、密封材料、纤维等方面。由于聚氨酯材料不具有自然导电性，表面的电阻高，电绝缘性好，很容易引起静电积聚，一旦带上静电就不容易消除，当静电积累到一定程度，直接影响了其实际应用价值，这通常不是通过改变聚氨酯本身来实现的，而是通过添加某种形式的导电填料来实现的，而这些通常会增加生产的难度和成本，通常与如碳纳米管、石墨烯、粘土纳米材料和玻璃纤维等填料混合。一般来说，这些填料确实增加了聚氨酯的导电性，但实际过程中未经修饰处理填料通常对聚合物复合材料的导电性贡献很小或没有。

碳纳米管是一种具有优良的电性能、热导率、力学性能，极高的重量，非常坚韧，良好的弹性和修复性能，是一种很有吸引力的物质。碳纳米管/聚氨酯复合材料能够很好的在聚合物泡沫、弹性体、涂料和纺织面料中广泛应用。传统树脂的导电性通常是由单一填料提供的，而通过共价-非共价包覆可以将金属粒子或金属氧化物负载在碳纳米管表面，赋予碳纳米管良好的物理与化学性质，从而使复合材料拥有更佳出色的性能，分散到聚氨酯基质中，增强其静电耗散，在增强力学性能、耐候性、热稳定性的同时改善其导电性能，满足人们对于功能型复合材料的需求。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种碳纳米管负载纳米银线改性聚氨酯抗静电乳液的制备方法，以解决现有技术中水性聚氨酯抗静电性能较差等技术问题。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明提供一种碳纳米管负载纳米银线改性聚氨酯抗静电乳液的制备方法，该方法包括以下步骤：

步骤1、碳纳米管负载纳米银线的制备

取三羟甲基氨基甲烷加入到350mL去离子水中，搅拌使其溶解，再通过滴加0.1mol/L盐酸溶液调节体系pH值，获得缓冲液；将多壁碳纳米管添加到所述缓冲液中，超声分散5-8h，形成均匀悬浮液后，加入多巴胺置于25-35℃条件下，磁力搅拌2-10h，接着加入纳米银线醇溶液继续反应2-6h；再加入硅烷偶联剂后剧烈搅拌2-6h，然后通过反复离心，经乙醇和去离子水各洗涤2-5次，之后将产物置于60℃下真空干燥24h，获得纳米银线杂化碳纳米管材料；

步骤2、水性聚氨酯预聚体的制备

将聚酯二元醇在110℃下抽真空干燥脱水2h；将得到的聚酯二元醇投入反应容器中，升温到70℃，再加入二异氰酸酯反应1h，后加入催化剂，控制反应温度在60-85℃继续反应1h；再加入亲水扩链剂反应1.5-2.5h，最后将双重交联剂加入反应容器中，继续反应0.5-1h后反应即可停止，降温获得水性聚氨酯预聚体；

步骤3、纳米银线杂化碳纳米管增强抗静电聚氨酯乳液的制备