[发明专利]一种基于石墨烯改性的聚氨酯泡沫及其制备方法

说明书

本发明公开了一种基于石墨烯改性的聚氨酯泡沫，具体涉及聚氨酯泡沫技术领域，包括以下重量百分比的原料组成：聚醚多元醇、聚酯多元醇、异氰酸酯、改性石墨烯、发泡剂、催化剂和泡沫稳定剂。本发明利用异氰酸酯和盐酸阿霉素对石墨烯进行改性，在石墨烯表面引入异氰酸酯基团，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，而且利用超声振荡的方式将盐酸阿霉素负载在石墨烯上，能够使得石墨烯与盐酸阿霉素之间形成氢键，利用异氰酸酯基团和氢键的作用能够有效提高聚氨酯泡沫的力学强度，而且聚氨酯泡沫中含有的盐酸阿霉素能够有效起到抗菌抑菌的作用，能够满足人们的使用需求。

技术领域

本发明涉及聚氨酯泡沫技术领域，更具体地说，本发明涉及一种基于石墨烯改性的聚氨酯泡沫及其制备方法。

背景技术

聚氨酯泡沫是由聚醚与异氰酸酯为主要原料，在发泡剂、催化剂、等多种助剂的作用下，进行交联反应发泡而成，聚氨酯泡沫具有极佳的弹性、柔软性、伸长率和压缩强度；化学稳定性好；还具有优良的加工性、绝热性、粘合性等性能，是一种性能优良的缓冲材料，用于高档精密仪器、贵重器械、高档工艺品等的缓冲包装或衬垫缓冲材料，也可制成精致的、保护性极好的包装容器；还可采用现场发泡对物品进行缓冲包装，此外，还被广泛地用于洁肤面扑。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。

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。

而现有的石墨烯聚氨酯泡沫强度不足，不能满足人们的使用需求，而且抗菌抑菌效果不佳。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的实施例提供一种基于石墨烯改性的聚氨酯泡沫及其制备方法，本发明所要解决的问题是：如何提高石墨烯聚氨酯泡沫的力学性能和抗菌抑菌效果。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于石墨烯改性的聚氨酯泡沫，包括以下重量百分比的原料组成：聚醚多元醇15-25％、聚酯多元醇15-25％、异氰酸酯40-50％、改性石墨烯3-9％、发泡剂2-6％、催化剂1-3％和泡沫稳定剂1-3％。

在一个优选的实施方式中，包括以下重量百分比的原料组成：聚醚多元醇18-22％、聚酯多元醇18-22％、异氰酸酯43-47％、改性石墨烯5-7％、发泡剂3-5％、催化剂2-3％和泡沫稳定剂2-3％。

在一个优选的实施方式中，包括以下重量百分比的原料组成：聚醚多元醇20％、聚酯多元醇20％、异氰酸酯45％、改性石墨烯6％、发泡剂4％、催化剂2％和泡沫稳定剂2％。

在一个优选的实施方式中，所述聚醚多元醇为乙二醇、丙二醇、一缩二乙二醇、二缩三乙二醇中的一种或多种，所述聚醚多元醇的平均官能度为2-3，所述聚酯多元醇为脂肪族聚酯多元醇、脂环族聚酯多元醇、含芳香环结构的芳香族聚酯多元醇中的一种或几种，所述聚酯多元醇的平均官能度为4-6。

在一个优选的实施方式中，所述发泡剂为一氟二氯乙烷、1,1,1,3,3-五氟丁烷、偶氮二甲酰胺、偶氮二甲酸二异丙酯、4,4-二磺酰肼二苯对甲苯磺酰肼、1,3-苯二磺酰肼、正丁烷、正戊烷、正庚烷、石油醚中的一种或几种，所述催化剂为三乙烯二胺、三乙醇二胺、N,N-二甲基环己胺、N,N-二甲基苄胺、二甲基乙醇胺中的一种或几种，所述泡沫稳定剂为二甲基硅油、二乙基硅油、苯甲基硅油、聚二乙基硅油中的一种或几种。