[发明专利]一种止滑热塑性聚氨酯复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种止滑热塑性聚氨酯复合材料及其制备方法，属于高分子复合材料领域。原料组成按重量份数计为：热塑性聚氨酯97‑100份、止滑剂RGO‑HCA 1‑7份、自制增塑剂20份、C5加氢石油树脂3份；所述止滑剂RGO‑HCA为石墨烯基纳米复合材料，是用环氧氯丙烷将氧化石墨烯表面环氧化，再接枝柠檬酸制得的；所述增塑剂是由1000分子量的聚丙交酯多元醇与对甲基苯磺酰异氰酸酯制得的。将止滑剂RGO‑HCA、自制的增塑剂、C5加氢石油树脂和TPU粒子混合均匀，造粒注塑得到具有优异止滑性能的TPU复合材料，预计有很大的应用前景。

技术领域

本发明属于热塑性聚氨酯复合材料领域，具体涉及一种止滑热塑性聚氨酯复合材料及其制备方法。

背景技术

热塑性聚氨酯弹性体，简称TPU，是一种新型有机高分子合成材料。TPU因其特殊的结构，具有许多优异的性能，如耐磨性能好、抗拉强度高、抗压、撕裂强度高、灵活性好以及良好的稳定性等，与普通聚氨酯相比具有更好的弹性，与橡胶相比具有更好的耐老化强度，是目前可以替代PVC和PU的最理想的材料。鞋底的止滑性直接影响着鞋穿用时的舒适性和安全性。TPU作为鞋材大底时，止滑性差,走路时容易打滑摔跤，尤其是在湿、光滑的路面上。因此研究出具有优异止滑性能的热塑性聚氨酯材料对其在鞋材领域的应用具有重要的应用价值。

石墨烯是一种由碳原子以sp²杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料。石墨烯具有优异的光学、电学、力学特性，在材料学、能源、生物医学和药物传递等方面具有重要的应用前景，被认为是一种未来革命性的材料。氧化石墨烯是一种通过氧化石墨得到的层状材料。氧化石墨烯表面含有大量的含氧官能团，包括羟基、环氧官能团、羧基等。可以通过接枝其他分子，赋予氧化石墨烯更多的性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种止滑热塑性聚氨酯复合材料的制备方法，本发明配方科学合理，工艺流程简单实用，并且针对TPU材料防滑性能差，通过添加止滑剂、自制增塑剂和C5加氢石油树脂，使生产出的热塑性聚氨酯复合材料具有优异的止滑性能及良好的力学性能，具有很大的应用前景和产生巨大的社会经济效益。

为达到上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种止滑热塑性聚氨酯复合材料，其原料组成按重量份数计为：热塑性聚氨酯（TPU）粒子97-100份、止滑剂1-7份、C5加氢石油树脂3份、自制增塑剂20份；所述的止滑剂为石墨烯基纳米复合材料（RGO-HCA）。

所述的止滑剂是通过氧化石墨烯作为模板制备的，具体步骤如下：

1）氧化石墨烯的制备：将1g石墨溶于40mL浓硫酸中，放置在磁力搅拌器中搅拌均匀，在3小时内少量多次缓慢加入称量好的4g高锰酸钾；加热至35℃继续搅拌2h，缓慢滴加80ml去离子水后升温至90℃，缓慢滴加过氧化氢溶液观察至无气泡时停止滴加，再加入20ml 5wt%盐酸搅拌一段时间以后反应结束；用去离子水清洗，离心，冻干后制得氧化石墨烯；

2）石墨烯基纳米复合材料（RGO-HCA）的制备：将步骤1）制得的氧化石墨烯（GO）加入到100ml，PH＝11的氢氧化钠溶液中超声0.5h，用磁力搅拌器搅拌0.5h的同时加热升温至60℃，加入10ml环氧氯丙烷继续加热搅拌8h，用大量去离子水离心，冷冻干燥，制得产物GO-H，将冷冻干燥的产物GO-H溶于100ml去离子水中，超声0.5h后，加入2g柠檬酸升温至80℃搅拌6h，用大量去离子水抽滤，在60℃真空干燥箱中干燥12h，制得产物GO-HCA。将制得的GO-HCA溶于50ml水中，超声一段时间后用氨水调节PH至11，放在磁力搅拌器中升温至80℃加入水合肼搅拌6h，用去离子水抽滤洗涤，真空干燥后制得石墨烯基纳米复合材料（RGO-HCA）。