[发明专利]一种交联三维碳纳米复合聚氨酯材料的制备方法

摘要

发明公开一种交联三维碳纳米复合聚氨酯材料的制备方法，通过胺类化合物与羧化氧化石墨烯(GO‑COOH)、酸化碳纳米管(o‑CNTs)的亲核反应，制得共价交联的三维复合碳纳米材料。相比碳纳米材料间的氢键和Π‑Π键叠加作用，本发明通过共价键作用制得三维复合碳纳米材料，有助于碳纳米材料间结合力的增大。将制得的三维复合碳纳米材料作为热塑性聚氨酯(TPU)的填料，其在TPU基体中分散性明显提高，填料与TPU基体界面间的相互作用力增强，TPU纳米复合材料具有氧化石墨烯和碳纳米管两者独特的力学和热稳定性能，TPU的拉伸强度、断裂伸长率和热分解温度分别最高达到63MPa、1700％、426℃。这有利于TPU在国防、油田、矿山等各国民经济领域的应用。

主权项

1.一种交联三维碳纳米复合聚氨酯材料的制备方法，其特征在于该制备方法包括以下步骤：a.室温下，将氧化石墨、蒸馏水加入反应釜中，超声剥离1～1.5h制得氧化石墨烯悬浮液，将氢氧化钠加入反应釜中，超声0.5～1h，再将氯乙酸加入反应釜中，继续超声1～3h后，过滤，用100～150倍氧化石墨质量的乙醇分3～4次洗涤滤饼，用100～150倍氧化石墨质量的蒸馏水分3～4次洗涤滤饼，60℃～80℃真空干燥10～15h，得羧化氧化石墨烯；b.室温下，将酸化碳纳米管、步骤a制得的羧化氧化石墨烯、蒸馏水加入反应釜中，超声分散1～2h，升温至70℃～95℃，按胺类化合物与羧化氧化石墨烯的质量比为4:1～20:1，将胺类化合物加入至上述反应釜中，反应8～12h，冷至室温，过滤，用150～200倍羧化氧化石墨烯质量的蒸馏水分5～6次洗涤滤饼，60℃～80℃下真空干燥10～15h，得复合碳纳米材料；c.室温下，将热塑性聚氨酯、步骤b中制得的复合碳纳米材料混匀后先加入双螺杆挤出机中，共混温度为200℃～220℃，再通过注塑机将该混合物注塑成型，注塑温度为200℃～220℃，模具温度为25℃～50℃，注塑压力为40～60MPa，保压压力为20～30MPa，保压时间10～30s，制得交联三维碳纳米复合聚氨酯材料。