[发明专利]含碳纳米管的聚氨酯复合物的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种含碳纳米管的聚氨酯复合物的制备方法。

背景技术

聚氨酯作为应用于汽车领域、电子材料领域、服装领域、涂料领域等各种工业领域的高分子，根据应用领域需要调整抗拉强度、磨损率、延伸率等各种物性。

通常，通过改变原料的配合比例或者混合功能性添加剂的方法来调整高分子的物性。最近，尝试通过复合碳黑、碳纳米管、石墨烯等碳类材料与高分子来调整高分子的物性。

在所述碳类材料中，尤其是碳纳米管作为典型的碳纳米结构体具有优良的导热性、导电性、机械强度等，因此作为可应用于各种电气元件和高强度纳米复合物的材料正受到关注。

然而，碳纳米管被强大的范德华力(van der Waals force)相互缠绕(entangled)在一起，存在不能均匀地分散于高分子介质中的问题。因此，正在尝试碳纳米管表面引入官能基团进行改性或者采用多步骤物理过程的方法。但是，这种方法存在诸多问题，比如需要复杂的预处理过程导致生产性降低，使用对人体或者环境有害的有机溶剂，而且在碳纳米管的预处理过程中，因碳纳米管的损伤导致物性降低等。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够以更简单的方法制备均匀地分散有碳纳米管的聚氨酯复合物的方法。

本发明的目的还在于提供一种通过所述方法制备的导电性和机械性能得到提高的碳纳米管-聚氨酯复合物。

根据本发明提供一种碳纳米管-聚氨酯复合体的制备方法，包括：

准备混合有多元醇(polyol)和自对准碳纳米管(self-aligned carbon nanotube)的分散液；和

在扩链剂的存在下，所述分散液中加入二异氰酸酯化合物使其进行聚合反应。

而且，根据本发明提供一种碳纳米管-聚氨酯复合体的制备方法，包括：在扩链剂的存在下，使包含多元醇、自对准碳纳米管及二异氰酸酯化合物的分散液进行聚合反应。

根据一实施例，所述分散液可通过以下方法来准备：将包含多元醇和自对准碳纳米管的组合物或者包含多元醇、自对准碳纳米管及二异氰酸酯化合物的组合物在玻珠研磨机(bead mill)混合30～300分钟。

根据一实施例，相对于100重量份的所述多元醇，可使用0.5～5重量份的自对准碳纳米管、1～10重量份的扩链剂，以及5～30重量份的二异氰酸酯化合物。

根据一实施例，所述自对准碳纳米管可包含直径为5～20nm以及长度为1～600μm的多个碳纳米管。

根据一实施例，所述多元醇可具有500～10000的重均分子量。所述多元醇可为选自聚四氢呋喃醚二醇(polytetramethylene glycol)、聚乙二醇、聚丙二醇及聚己内酯二醇(polycaprolactone diol)中的一种以上化合物。

根据一实施例，所述二异氰酸酯化合物可为选自1，6-六亚甲基二异氰酸酯(1,6-hexamethylene diisocyanate)、4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯(4,4'-methylenediphenyl diisocyanate)、异佛尔酮二异氰酸酯(isophorone diisocyanate)、4,4’-二异氰酸根合二环己基甲烷(4,4'-diisocyanato dicyclohexylmethane)、四亚甲基二异氰酸酯(tetramethylene diisocyanante)、甲基五亚甲基二异氰酸酯(methylpentamethylene diisocyanate)、十二亚甲基二异氰酸酯(dodecamethylene diisocyanate)、1,4-环己烷二异氰酸酯(1,4-diisocyanato cyclohexane)、4,4’-二异氰酸根合二环己基丙烷-(2,2)(4,4'-diisocyanato dicyclohexylpropane-(2,2))、1,4-二异氰酸根合苯(1,4-diisocyanato benzene)、2,4-二异氰酸根合甲苯(2,4-diisocyanato toluene)、2,6-二异氰酸根合甲苯(2,6-diisocyanato toluene)、二异氰酸根合二苯基甲烷(diisocyanato diphenylmethane)、四甲基亚二甲苯基二异氰酸酯(tetramethylxylene diisocyanate)、对-二甲苯基二异氰酸酯(p-xylene diisocyanate)、对-亚异丙基二异氰酸酯(p-isopropylidene diisocyanate)中的一种以上化合物。