[发明专利]一种聚氨酯纳米复合材料的制备方法

摘要

本发明涉及一种聚氨酯纳米复合材料的制备方法，属于天然高分子纳米复合材料领域。一种聚氨酯纳米复合材料的制备方法，其特征在于它包括如下步骤：1)纳米粒子的表面修饰，利用纤维素纳米晶(CN)作为聚氨酯的纳米填料，通过一步修饰引入可与油性聚氨酯具有良好表面相容性的-C(＝O)CH3官能基，得到修饰的纳米粒子；2)修饰的纳米粒子与蓖麻油基聚氨酯及有机溶剂的复合，得到聚氨酯纳米复合材料。该聚氨酯纳米复合材料具有较高的弹性模量(E)，拉伸强度(σb)，断裂伸长率(εb)；该方法成本低、工艺简单。

主权项

一种聚氨酯纳米复合材料的制备方法，其特征在于它包括如下步骤：1)纳米粒子的表面修饰：按纤维素纳米晶、醋酸酐、无水吡啶的配比为1g∶5～10ml∶20～50ml，选取纤维素纳米晶、乙酸酐和无水吡啶，备用；纤维素纳米晶反应前真空干燥30min；先将纤维素纳米晶(CN)溶解在无水吡啶中，再超声分散10～20min，在加热和氮气保护条件下与醋酸酐反应，加热反应温度为75～90℃，反应时间为4～10h，经离心、洗涤、冷冻干燥后，得到修饰的纳米粒子；2)修饰的纳米粒子与蓖麻油基聚氨酯及有机溶剂的复合：按蓖麻油与甲苯二异氰酸酯的质量比为4～1∶1，将干燥后的蓖麻油与甲苯二异氰酸酯(TDI)反应，形成氨基甲酸酯基团，得到蓖麻油基聚氨酯预聚物，聚氨酯预聚物合成条件为搅拌转速为300～550rpm；温度为70～90℃，反应时间为2～4h；然后按蓖麻油基聚氨酯预聚物与扩链剂的质量比为30～10∶1，修饰的纳米粒子的加入量为蓖麻油基聚氨酯预聚物质量的0.5～40％，按溶剂四氢呋喃的加入量为修饰的纳米粒子、蓖麻油基聚氨酯预聚物、扩链剂和四氢呋喃总质量的50～80％，将修饰的纳米粒子加入到蓖麻油基聚氨酯预聚物中，再加入扩链剂和四氢呋喃，搅拌，反应温度为常温，搅拌转速为350～550rpm，反应时间为1～2h，得到浆料；将浆料在聚四氟乙烯模板中流延成膜过夜，得到聚氨酯纳米复合材料。