一种石墨烯聚氨酯泡沫棉的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种石墨烯聚氨酯泡沫棉的制备方法，包括制备液态聚氨酯预聚体，加入还原剂的液态聚氨酯预聚体与氧化石墨烯溶液中的水反应制备还原剂和氧化石墨烯均匀分布的聚氨酯泡沫棉，聚氨酯泡沫棉浸入交联剂以及加热反应最终制得石墨烯聚氨酯泡沫棉；本发明专利技术的有益效果是：制备聚氨酯泡沫棉反应过程中还原剂和氧化石墨烯随着反应物体积急速增加而均匀扩散且不会反应，避免了直接加石墨烯发生的团聚，在烘箱中加热生成石墨烯后，由于聚氨酯大分子网格的阻挡，因而制得石墨烯分布均匀且粒度较小的聚氨酯泡沫棉。

Preparation method of graphene polyurethane foam cotton

The invention discloses a method for preparing graphene polyurethane foam, including the preparation of liquid polyurethane prepolymer, polyurethane foam was prepared with water reducing agent of liquid polyurethane pre polymer and graphene oxide solution in the preparation of graphene oxide and reducing agent evenly distributed, polyurethane foam immersion crosslinking agent and the heating reaction finally prepared graphene polyurethane foam; the invention has the advantages that the agent and reduced graphene oxide with the reaction volume increased rapidly and evenly spread and no reaction for preparation of polyurethane foam in the reaction process, to avoid the direct addition of graphene occurred together, heated to produce graphene in the oven after and because the blocking polyurethane macromolecules of the grid, and preparation of polyurethane foam graphene uniform distribution and grain size.

【技术实现步骤摘要】
一种石墨烯聚氨酯泡沫棉的制备方法
本专利技术涉及聚氨酯泡沫棉领域，尤其涉及一种石墨烯聚氨酯泡沫棉的制备。
技术介绍
石墨烯作为一种新型的二维纳米材料，是目前发现的唯一存在的二维自由态原子晶体，石墨烯是由sp2杂化的碳原子蜂窝状六角结构紧密排列而成的二维单原子层片状晶体材料，具有大π共轭体系和最薄单层原子厚度的结构，这使得其拥有独特的光、电、磁、机械等物理性能和化学性质，自2004年发现以来，石墨烯不仅在理论科学上受到了极大关注，在电子学、光学、磁学、生物医学、催化、储能和传感器等诸多领域具体实际应用中也有很高的开发潜力和应用价值。石墨烯的主流制备方法为微机械剥离法、外延生长法、化学气相沉淀法和氧化石墨还原法。聚氨酯材料是一种高分子材料，被誉为“第五大塑料”，聚氨酯材料具有机械强度大，耐磨性能好，粘结性强，弹性好，耐候耐油耐老化等优异的性能，可用作涂料、胶黏剂、密封剂、弹性体、泡沫棉等，作为泡沫棉的使用，聚氨酯泡沫棉弹性好且不含有添加剂，健康环保，可用作睡眠枕、沙发内衬物等。此外，在聚氨酯泡沫棉中添加功能性物质可进一步提高其应用范围，如加入纳米磁石使其具有理疗功能，加入石墨烯使其具有远红外、抗菌抑菌的功能。常规添加上述功能性物质的方法是在聚氨酯泡沫棉制备的过程中直接加入，但是，石墨烯的单层结构使得石墨烯极易团聚，采用常规方法制备的石墨烯聚氨酯泡沫棉中石墨烯分布不均且粒度大，大颗粒的石墨烯不仅会降低聚氨酯泡沫棉的可加工性还不利于石墨烯本身性能的发挥。
技术实现思路
本专利技术针对石墨烯聚氨酯泡沫棉中石墨分布不均且粒度大的问题，提供一种石墨烯聚氨酯泡沫棉的制备的方法。本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：一种石墨烯聚氨酯泡沫棉的制备方法，包括以下步骤：1)将异氰酸酯封端的聚氨酯预聚体和烷氧基硅烷按质量比2:1-3.5:1混合均匀，20-30℃搅拌反应制得液态聚氨酯预聚体；2)向制备的液态聚氨酯预聚体中加入还原剂，搅拌均匀后与氧化石墨烯溶液按质量比2:1-1:3混合后在0-10℃的水浴中缓慢搅拌反应，制得聚氨酯泡沫棉；3)将所得聚氨酯泡沫棉浸入交联剂溶液1-5h后取出，置入烘箱中，通氮气流，50-70℃反应5-10h后制得石墨烯聚氨酯泡沫棉。进一步，所述烷氧基硅烷为甲基三甲氧基硅烷、三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、三乙氧基硅烷中的一种。进一步，所述还原剂为硼氢化钠、柠檬酸钠、维生素c中的一种，所述还原剂与所述液态聚氨酯预聚体的质量比为1:10-1:20。进一步，所述交联剂为乙二醇、1,3-丙二醇、甘油中的一种。本专利技术的有益效果是：加入还原剂的液态聚氨酯预聚体在较低的温度下即可直接和氧化石墨烯溶液中的水反应生成聚氨酯泡沫棉，反应过程中还原剂和氧化石墨烯随着反应物体积急速增加而均匀扩散且不会反应，避免了直接加石墨烯发生的团聚；在烘箱中加热时，交联剂把聚氨酯由线型聚合物交联成体型聚合物，同时还原剂把氧化石墨烯还原成石墨烯，由于聚氨酯大分子网格的阻挡，生成的石墨烯不会进一步团聚，因而制得石墨烯分布均匀且粒度较小的交联型聚氨酯泡沫棉。具体实施方式以下结合实例对本专利技术进行描述，所举实例只用于解释本专利技术，并非用于限定本专利技术的范围。表1.为实施例1-4制备石墨烯聚氨酯泡沫棉采用的不同技术手段。表1.实施例1-4各物质组成及配比实施例1-4制备石墨烯聚氨酯泡沫棉的方法，包括以下步骤：1)将异氰酸酯封端的聚氨酯预聚体和烷氧基硅烷按质量比混合均匀，20-30℃搅拌反应制得液态聚氨酯预聚体；2)向制备的液态聚氨酯预聚体中加入还原剂，搅拌均匀后与氧化石墨烯溶液按质量比混合后在0-10℃的水浴中缓慢搅拌反应，制得聚氨酯泡沫棉；3)将所得聚氨酯泡沫棉浸入交联剂溶液1-5h后取出，置入烘箱中，通氮气流，50-70℃反应5-10h后制得石墨烯聚氨酯泡沫棉。将聚氨酯泡沫棉浸入交联剂的溶液中，由于存在扩散的极限，聚氨酯泡沫棉内部会存在较少甚至没有交联剂，加热交联后聚氨酯泡沫棉从外到内的交联度递减，用这种聚氨酯泡沫棉制成的睡眠枕或者沙发内衬物不仅有一定的硬度来保持形状，同时交联度较低的聚氨酯泡沫棉部分还使制品保持了较好的弹性。以上所述仅为本专利技术的较佳实施例，并不用以限制本专利技术，凡在本专利技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种石墨烯聚氨酯泡沫棉的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)将异氰酸酯封端的聚氨酯预聚体和烷氧基硅烷按质量比2:1‑3.5:1混合均匀，20‑30℃搅拌反应制得液态聚氨酯预聚体；2)向制备的液态聚氨酯预聚体中加入还原剂，搅拌均匀后与氧化石墨烯溶液按质量比2:1‑1:3混合后在0‑10℃的水浴中缓慢搅拌反应，制得聚氨酯泡沫棉；3)将所得聚氨酯泡沫棉浸入交联剂溶液1‑5h后取出，置入烘箱中，通氮气流，50‑70℃反应5‑10h后制得石墨烯聚氨酯泡沫棉。

【技术特征摘要】
1.一种石墨烯聚氨酯泡沫棉的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)将异氰酸酯封端的聚氨酯预聚体和烷氧基硅烷按质量比2:1-3.5:1混合均匀，20-30℃搅拌反应制得液态聚氨酯预聚体；2)向制备的液态聚氨酯预聚体中加入还原剂，搅拌均匀后与氧化石墨烯溶液按质量比2:1-1:3混合后在0-10℃的水浴中缓慢搅拌反应，制得聚氨酯泡沫棉；3)将所得聚氨酯泡沫棉浸入交联剂溶液1-5h后取出，置入烘箱中，通氮气流，50-70℃反应5-10h后制得石墨烯聚氨酯泡沫棉。2.根据权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：李恕广，李泰胧，孙健，于永杰，
申请(专利权)人：烟台市烯能新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37