[发明专利]石墨烯-聚乙烯醇杂化材料及制备聚氨酯树脂基复合材料的方法

摘要

本发明涉及材料领域，具体为石墨烯‑聚乙烯醇杂化材料及制备聚氨酯树脂基复合材料的方法。石墨烯‑聚乙烯醇杂化材料由氧化石墨烯和聚乙烯醇反应得到的，聚氨酯树脂基复合材料，以石墨烯‑聚乙烯醇杂化材料为填料，以聚氨酯树脂为基体，经熔融共混法制得，本发明所用聚合物基体和填料的来源丰富，成本低廉。充分发挥石墨烯‑聚乙烯醇的相互阻隔效应以抑制彼此的团聚，并对TPU基体产生明显的协同增强作用，制备方法简单，易操作、实用性广，所得复合材料具有优异的力学性能和热性能。

主权项

1.石墨烯‑聚乙烯醇杂化材料制备聚氨酯树脂基复合材料的方法，其特征在于：以石墨烯‑聚乙烯醇杂化材料为填料，以聚氨酯树脂为基体，经熔融共混法制得，其中，填料的质量份数0.25～4份，聚氨酯树脂的质量份数为99.75～96份；所述的石墨烯‑聚乙烯醇杂化材料，由氧化石墨烯和聚乙烯醇反应得到的，聚乙烯醇与氧化石墨烯的质量比为1:1；制备过程包括：先将聚乙烯醇于90℃下溶解于去离子水中；同时将氧化石墨分散于去离子水中，经强力超声得到分散均匀的氧化石墨烯溶液；随后将上述两水溶液混合，在室温下超声分散1h，体系经过滤并用乙醇洗涤滤饼除去多余的聚乙烯醇，滤饼经干燥后、研磨后得到石墨烯‑聚乙烯醇杂化材料，杂化材料于干燥器中保存待用；所述的氧化石墨烯，首先采用强氧化剂将天然石墨氧化得到氧化石墨，氧化石墨再经强力超声得到氧化石墨烯；所述的强氧化剂包括浓硫酸、硝酸钠和高锰酸钾；所述的氧化石墨烯的制备方法包括以下过程：在干燥的烧杯中加入浓硫酸，用冰水浴冷却至不高于4℃，在激烈搅拌下加入天然石墨粉和NaNO3的混合物，然后再缓慢加入KMnO4，并将反应体系的温度控制在不高于20℃，继续搅拌反应5min后将体系温度升至35±3℃，恒温搅拌30min后在激烈搅拌下加入去离子水，并将反应体系温度控制在98℃，保持15min后加入去离子水进行高温水解，最后加入H2O2中和未反应的强氧化剂，趁热抽滤并用稀盐酸和去离子水充分洗涤，在真空干燥箱中干燥，得到氧化石墨；氧化石墨再经强力超声得到氧化石墨烯。