[发明专利]一种除螨石墨烯聚氨酯海绵及其制备方法和应用

说明书

本发明提供一种除螨石墨烯聚氨酯海绵及其制备方法和应用，所述除螨石墨烯聚氨酯海绵的制备原料包括聚醚多元醇、聚多巴胺改性石墨烯、催化剂、异氰酸酯、发泡剂和抗菌防螨粉体的组合，采用聚多巴胺改性石墨烯可以提高石墨烯材料的亲水性，使其可以很好与聚氨酯海绵进行复合中；特定份数的聚多巴胺改性石墨烯搭配特定份数的抗菌防螨粉体，使得最后得到的除螨石墨烯聚氨酯海绵兼具优异的抑菌性能和机械性能，完全满足床上用品对于海绵材料的需求。

技术领域

本发明属于石墨烯材料技术领域，具体涉及一种除螨石墨烯聚氨酯海绵及其制备方法和应用。

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。石墨烯材料是一种新型的二维纳米材料，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。

将石墨烯和聚氨酯泡沫进行复合，可使聚氨酯泡沫具有远红外、抗菌抑菌等功能性，目前，关于石墨烯复合改性聚氨酯材料的研究和报道也有很多。CN109517208A公开了一种用于床垫的高导热石墨烯聚氨酯复合海绵的连续生产方法，a)以可膨胀石墨制备石墨蠕虫；b)将石墨蠕虫与多元醇混合得到多元醇浆料；c)循环高速剥离，得到石墨烯多元醇浆料；d)加入发泡剂、表面活性剂、开孔剂和催化剂，e)混匀后与异氰酸酯混合发泡，制得成品。该发明将多层石墨烯与聚氨酯进行复合，制得具有高长径比、高比表面积、高导热、抗菌特性的复合海绵，将该海绵用于制备床垫，其弹性和舒适度优异，利用石墨烯本征性的功能，冬天可作为电加热的发热体，实现高温杀死螨虫，夏天导热率高可有效降低体温。CN109535367A公开了一种石墨烯聚氨酯海绵及其应用。所述石墨烯聚氨酯海绵由包含以下组分的组合物制备：聚醚多元醇、基于胺的催化剂、基于锡的催化剂、泡沫稳定剂、水、石墨烯分散液、羰基铁粉分散液、以及异氰酸酯。根据该发明提供的制备方法制备得到的石墨烯聚氨酯海绵为超疏水海绵，机械强度高，比表面积大，非常有利于电磁波在海绵内部的多重散射，从而增加电磁波损耗，降低电磁波总的反射率。但是，由于石墨烯材料本身的特性，极易团聚，在材料中分散困难，因此上述两种方法制备得到的石墨烯聚氨酯海绵的功能稳定性较差。

如果对石墨烯进行适当官能团的修饰，提高其表面活性，进而提升其与聚氨酯材料的相容性，可以提高石墨烯聚氨酯海绵复合材料的功能稳定性。进而通过对石墨烯官能团的选择，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成为目前研究的热点。CN110240690A公开了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。但是，这种方法制备得到的石墨烯改性聚氨酯泡沫的抑菌性能仍有待提升。

因此，开发一种兼具优异的机械性能和抑菌性能的除螨石墨烯聚氨酯海绵，是本领域技术人员目前急需解决的技术问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种除螨石墨烯聚氨酯海绵及其制备方法和应用，所述除螨石墨烯聚氨酯海绵的制备原料包括聚醚多元醇、聚多巴胺改性石墨烯、催化剂、异氰酸酯、发泡剂和抗菌防螨粉体的组合，采用特定份数的聚多巴胺改性石墨烯搭配抗菌除螨粉体制备得到的石墨烯聚氨酯海绵不仅具有优异的抗菌除螨效果，还具有优异的机械性能，完全满足床上用品的需求。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：