[发明专利]一种氧化石墨烯/粉煤灰改性再生聚氨酯复合材料及其制备方法

说明书

本发明提供了一种氧化石墨烯/粉煤灰改性再生聚氨酯复合材料及其制备方法，属于聚氨酯材料技术领域。本发明提供的复合材料包括再生聚氨酯泡沫材料和分散在所述再生聚氨酯泡沫材料中的氧化石墨烯/粉煤灰交联杂化物。本发明通过使用氧化石墨烯/粉煤灰交联杂化物作为填料，能够避免氧化石墨烯容易团聚的问题，更易在再生聚氨酯泡沫材料中分散；氧化石墨烯/粉煤灰交联杂化物具有协同改性的效果，其作为改性填料能够同时提高再生聚氨酯复合材料的压缩强度和保温性能。实施例结果表明，本发明提供的氧化石墨烯/粉煤灰改性再生聚氨酯复合材料的压缩强度最高为0.2898MPa，导热系数最低为0.01486W·msupgt;‑1/supgt;·Ksupgt;‑1/supgt;。

技术领域

本发明涉及聚氨酯材料技术领域，特别涉及一种氧化石墨烯/粉煤灰改性再生聚氨酯复合材料及其制备方法。

背景技术

聚氨酯泡沫塑料的应用范围几乎渗透到国民经济各个行业，特别是在建筑、交通、家电等领域中已成为不可或缺的重要材料之一。在聚氨酯材料广泛应用的同时，也产生了大量的聚氨酯泡沫固体废弃物，聚氨酯泡沫固体废弃物会对土壤和大气环境造成污染，因此对废旧聚氨酯泡沫的回收与处理问题也逐渐引起了人们的高度重视。

目前废旧聚氨酯泡沫的处理方法主要包括物理回收法和化学回收法。其中物理回收法主要是改变废旧料的物理形态而后直接使用的方法，采用黏结成型、热压成型和作填料使用的方式实现废弃物的二次利用，但往往由于废旧聚氨酯的性能已经大幅下降，造成实际有效利用率偏低。

化学回收法采用醇解、胺解、水解或热解的方法，把废旧聚氨酯分解成聚氨酯降解原料，再将降解原料合成再生聚氨酯材料，实现材料的循环再利用(如专利CN107955206A、CN103012838A)。但是再生聚氨酯泡沫的机械强度偏低，这限制了再生聚氨酯泡沫的使用。

发明内容

有鉴于此，本发明目的在于提供一种氧化石墨烯/粉煤灰改性再生聚氨酯复合材料及其制备方法。本发明提供的氧化石墨烯/粉煤灰改性再生聚氨酯复合材料具有良好的压缩强度和较低的导热系数。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种氧化石墨烯/粉煤灰改性再生聚氨酯复合材料，包括再生聚氨酯泡沫材料和分散在所述再生聚氨酯泡沫材料中的氧化石墨烯/粉煤灰交联杂化物。

优选的，所述氧化石墨烯/粉煤灰交联杂化物中氧化石墨烯与粉煤灰的质量比为1～30：1～10。

优选的，所述再生聚氨酯泡沫材料与氧化石墨烯/粉煤灰交联杂化物的质量比为100～300:1～100。

本发明提供了上述氧化石墨烯/粉煤灰改性再生聚氨酯复合材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)将废旧聚氨酯泡沫与氧化石墨烯/粉煤灰杂化物、小分子醇、助解剂混合，进行降解反应，得到降解产物；

(2)将所述降解产物与发泡助剂、异氰酸酯类化合物混合，进行发泡，得到氧化石墨烯/粉煤灰改性再生聚氨酯复合材料。

优选的，所述氧化石墨烯/粉煤灰杂化物的制备方法包括以下步骤：

(a)将粉煤灰与酸液混合，进行酸化，得到酸化粉煤灰；

(b)将所述酸化粉煤灰与乙醇、偶联剂超声混合，得到活化粉煤灰；

(c)将所述活化粉煤灰与氧化石墨烯、有机溶剂超声混合，进行偶联反应，得到氧化石墨烯/粉煤灰交联杂化物。

优选的，所述小分子醇为乙醇胺、丙二醇、丁二醇和二甘油中的一种或几种；所述助解剂为氢氧化钾、氢氧化镁、醋酸钠、三乙胺和三乙醇胺中的一种或几种；

所述废旧聚氨酯泡沫、氧化石墨烯/粉煤灰杂化物、小分子醇与助解剂的质量比为100～300:1～100:50～150:10～50。