[发明专利]一种石墨烯改性水性聚氨酯及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种石墨烯改性水性聚氨酯的制备方法，其特征在于，所述方法包括：

（1）将氧化石墨烯加入去离子水中高速分散60~120 min得到第一混合液，再将所述第一混合液送入超声设备继续分散30~60 min后，依次加入氨丙基三乙氧基硅烷和醋酸，并于60~80°C下反应5~8 h，最后将所述第一混合液再次送入超声设备分散24~36 h，制备得到质量分数为0.9~1.1%的氧化石墨烯扩链剂，所述氧化石墨烯、所述去离子水、所述氨丙基三乙氧基硅烷以及所述醋酸的重量份比值分别为1∶100∶0.01~0.05∶0.1~0.2；所述超声设备的工作功率为0.50~1.50 kw，工作频率为25~40 kHz；

（2）将大分子二元醇、小分子二元醇、二异氰酸酯、催化剂分别加入反应容器内，于60~90°C下反应3~4 h得到第二混合液，再向所述第二混合液加入小分子亲水化合物并反应1~2h后，将所述第二混合液降温至20~30°C并加入中和剂继续反应0.5~1 h，然后将所述第二混合液降温至5~10°C，加入去离子水后送入搅拌机搅拌3~5 min，再向所述第二混合液滴加所述石墨烯扩链剂后继续搅拌30 min，最后经蒸馏处理制备得到固含量为20%~40%的石墨烯改性水性聚氨酯，所述大分子二元醇、所述小分子二元醇、所述二异氰酸酯、所述催化剂、所述小分子亲水化合物、所述中和剂、所述去离子水以及所述氧化石墨烯扩链剂的重量份比值分别为30~90∶2~10∶20~50∶0.2~0.4∶1~6∶0.5~5∶100~300∶30~70，所述搅拌机的工作转速为2500~3000 r/min。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述大分子二元醇为聚碳酸酯二元醇PCDL、聚四氢呋喃醚多元醇PTMG、聚环氧丙烷多元醇PPG、聚己内酯PCL、聚乙二醇PEG中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述小分子二元醇为乙二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇、一缩二乙二醇、2-甲基-1,3丙二醇中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述二异氰酸酯为1,6-己二异氰酸酯HDI、甲苯二异氰酸酯TDI、异佛尔酮二异氰酸酯IPDI、萘-1 ,5-二异氰酸酯NDI、二苯基甲烷二异氰酸酯MDI中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述催化剂为辛酸亚锡、氧化锌、氯化亚锡中的至少一种。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述小分子亲水化合物为2,2-二羟甲基丙酸、2,2-二羟甲基丁酸中的至少一种。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述中和剂为三乙胺、三乙醇胺、叔丁胺中的至少一种。

8.一种石墨烯改性水性聚氨酯，其特征在于，所述石墨烯改性水性聚氨酯由权利要求1~7任意所述的石墨烯改性水性聚氨酯的制备方法得到。