[发明专利]一种高度剥离的二维纳米片增强聚氨酯复合材料的制备方法

摘要

本发明公开了一种高度剥离的二维纳米片增强聚氨酯复合材料的制备方法。通过将纳米级、亚微米级或微米级的层状无机颗粒搅拌分散于无水溶剂中，然后加入异氰酸酯直接进行充分的接枝改性，至反应体系不产生气体，静置一段时间后、过滤除去上层溶剂，即获得改性层状无机颗粒；然后与脱水多元醇和熔融异氰酸酯，在75‑80℃下继续搅拌反应得到预聚体；真空脱泡后加入计量的脱水扩链剂，快速搅拌一段时间，迅速倒入预热的模具，放入120℃的平板硫化机中加压固化，然后将样品置于鼓风烘箱中100℃熟化24小时，室温放置一段后，即获得聚氨酯纳米复合材料。本发明利用高度剥离的二维纳米片不仅可有效增强聚氨酯材料的机械性能，且对聚氨酯材料有良好的增韧效果，制备出综合性能优异聚氨酯纳米复合材料。

主权项

1.一种高度剥离的二维纳米片增强聚氨酯复合材料的制备方法，其特征在于，该制备方法包括以下步骤：（1）层状结构颗粒接枝改性：将纳米级、亚微米级或微米级的层状无机颗粒搅拌分散于无水溶剂中，配比为3‑8g:100mL，加入过量的异氰酸酯，充分混合，升温至80℃，直至体系不产生二氧化碳气体为止，得到异氰酸酯改性层状颗粒混合液，静置0.5‑1小时，过滤除去上层溶剂，即获得改性层状颗粒絮状混合物；（2）聚氨酯纳米复合材料的制备：将步骤（1）所获得的改性层状颗粒絮状混合物分散在计量的多元醇中，再加入计量的异氰酸酯于80℃下继续搅拌反应1.5‑3小时，获得预聚体；将预聚体真空脱泡后加入计量的扩链剂，搅拌30‑90秒，倒入预热至60℃的模具，放入120℃的平板硫化机中加压固化30分钟，然后将样片放在鼓风烘箱中100℃熟化24小时，室温放置一周后，制得热塑性聚氨酯弹性体纳米复合材料；其中，多元醇、扩链剂和异氰酸酯在使用前分别进行预处理，预处理的方法是：多元醇和扩链剂分别在100‑110℃下真空脱水1.5‑2.5小时，异氰酸酯放置真空烘箱于45‑60℃下缓慢熔化，多元醇:异氰酸酯:扩链剂三者经预处理后的投料质量比为100:25‑60:10‑35，改性层状颗粒絮状混合物与多元醇、异氰酸酯和扩链剂三者经预处理后的总质量的质量比为0.5‑5:100。