一种导电可降解聚氨酯弹性体复合材料的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种导电可降解聚氨酯弹性体复合材料的制备方法，将纳米二氧化硅高温处理‑液氮冷却，在甘油及水中分散，与乙酸银、氧化石墨烯反应后，离心分离烘干至恒重，将蚕丝蛋白进行脱胶‑溶解‑浓缩后透析，加入叠氮化钠，冻干成粉，将导电纳米二氧化硅无机物与蚕丝蛋白进行复合后，干燥聚乙二醇，加入复合物进行聚合反应，固化后密炼既得。本发明专利技术将聚氨酯、蚕丝蛋白、纳米二氧化硅进行复合，制备的复合物可形成互穿网络结构，稳定性增加，且具有导电可降解性，绿色环保。

Preparation of Conductive and Degradable Polyurethane Elastomer Composites

The invention discloses a preparation method of conductive and degradable polyurethane elastomer composite material. The nano-silica is treated at high temperature, cooled by liquid nitrogen, dispersed in glycerol and water, reacted with silver acetate and graphene oxide, centrifugally separated and dried to constant weight, and silk protein is degummed, dissolved, concentrated and dialyzed. After adding sodium azide, freeze-dried powder, conductive nano-silica inorganic compound and silk protein were compounded, polyethylene glycol was dried, and the compound was added for polymerization reaction, which was obtained after curing. The invention compounds polyurethane, silk protein and nano-silica, and the prepared composite can form an interpenetrating network structure, increase stability, and have conductivity, degradability and environmental protection.

【技术实现步骤摘要】
一种导电可降解聚氨酯弹性体复合材料的制备方法
本专利技术属于功能材料领域，具体涉及一种导电可降解聚氨酯弹性体复合材料的制备方法。
技术介绍
导电聚氨酯弹性体属于导电高分子复合材料，其是由聚氨酯基体、导电填料、扩链剂等通过一定的加工工艺制备而成。碳系导电填料制备的导电聚氨酯弹性体因其特有的导电性能，力学性能可以适应各种工作环境，是一种优秀的柔性传感器敏感复合材料。纳米二氧化硅粉体材料可广泛应用于机械、日用化工、生物医药、建筑业、航空航天业、农业等领域，在声、光、电、磁及热力学等方面也呈现出奇异的特性，亦可广泛用于微电子、信息材料、涂料、橡胶、塑料、农作物种子处理剂、抛光剂、LED光扩散剂、高级耐火材料及造纸等方面。
技术实现思路
本专利技术提供一种导电可降解聚氨酯弹性体复合材料的制备方法，本专利技术将聚氨酯、蚕丝蛋白、纳米二氧化硅进行复合，制备的复合物可形成互穿网络结构，稳定性增加，且具有导电可降解性，绿色环保。本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种导电可降解聚氨酯弹性体复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）制备导电纳米二氧化硅无机物将纳米二氧化硅高温处理30-50分钟，迅速经液氮冷却至室温，加入甘油及适量水超声波震荡20-40分钟，依次加入乙酸银、氧化石墨烯搅拌混匀，常温下采用气流搅拌的方式持续搅拌均匀后，离心分离烘干至恒重；（2）制备蚕丝蛋白溶液将蚕丝蛋白原料进行脱胶后，然后清洗、烘干，溶解在氢氧化钠溶液中，经充分水解得到蚕丝蛋白溶液，浓缩后经过透析工艺，得到蚕丝蛋白溶液，加入叠氮化钠，混合均匀，冻干得到粉末待用；（3）复合导电纳米二氧化硅无机物-蚕丝蛋白将步骤（1）、（2）反应物料搅拌混匀，放入球磨机中加入淀粉、魔芋胶研磨1-2小时，加入适量水调制成料浆，待用；（4）制备导电可降解聚氨酯树脂a）将聚乙二醇进行加热，熔化后开动搅拌，升温并抽真空脱水，冷却后待用；b）将脱水冷却后的聚乙二醇和催化剂二月桂酸二丁基锡，以丙酮为溶剂，升温至60-80℃后，边搅拌边将异氰酸酯滴加入体系中，在60-80℃下反应2-5小时后停止加热，得预聚体；c）将步骤（3）所得的液体快速的加入到预聚体，搅拌均匀后形成均相乳液，然后在烘箱中于120℃条件下进行固化，3-5小时后自然冷却，加入密炼机中充分密炼，即得导电可降解聚氨酯弹性体复合材料。所述的纳米二氧化硅4-8重量份、甘油80-100重量份、乙酸银2-5重量份、氧化石墨烯1-8重量份、蚕丝蛋白原料5-10重量份、叠氮化钠0.5-2重量份、淀粉5-10重量份、魔芋胶1-2.5重量份、聚乙二醇30-80重量份、二月桂酸二丁基锡0.1-5重量份、异氰酸酯60-160重量份。所述纳米二氧化硅颗粒在使用前经过氨水浸泡，干燥后再次打散研磨粉碎，粒径分布在40-180纳米范围内。所述的高温处理为采用300-500℃进行高温处理。所述的蚕丝蛋白为丝素蛋白，分子量为25-125KDa。所述充分密炼为密炼温度90-110℃进行密炼5-10分钟。本专利技术的优点是：本专利技术将纳米二氧化硅高温处理-液氮冷却，在甘油及水中分散，与乙酸银、氧化石墨烯反应后，离心分离烘干至恒重，将蚕丝蛋白进行脱胶-溶解-浓缩后透析，加入叠氮化钠，冻干成粉，将导电纳米二氧化硅无机物与蚕丝蛋白进行复合后，干燥聚乙二醇，加入复合物进行聚合反应，固化后密炼既得。纳米二氧化硅高温处理后由于活性高能加强，可使纳米二氧化硅颗粒吸附在乙酸银的表面，形成复合物，之后吸附并与与石墨烯进行反应，吸附分子间的原子轨道交互作用，使氧化石墨烯包覆在负载有金属颗粒的二氧化硅颗粒表面，蚕丝蛋白大分子在碱性溶液中呈线形结构，氨基酸组分带有多种极性基团，蛋白大分子之间主要依靠氢键、各种盐式键等相互链接，蚕丝蛋白与纳米二氧化硅之间进行复合，将淀粉、魔芋胶加入到其中可大大增强拉伸强度以及树脂的降解率，提高蚕丝蛋白与纳米二氧化硅之间的结合效果，之后加入的氰酸酯基团可以和淀粉、蚕丝蛋白大分子分子链上发生作用，三者连接起来，形成互穿网络结构产生很强的相互作用，使得制备的复合物的稳定性增加，所得产品绿色环保，具有导电可降解性，本专利技术将聚氨酯、蚕丝蛋白、纳米二氧化硅进行复合，制备的复合物可形成互穿网络结构，稳定性增加，且具有导电可降解性，绿色环保。具体实施方式一种导电可降解聚氨酯弹性体复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）制备导电纳米二氧化硅无机物将纳米二氧化硅高温处理40分钟，迅速经液氮冷却至室温，加入甘油及适量水超声波震荡30分钟，依次加入乙酸银、氧化石墨烯搅拌混匀，常温下采用气流搅拌的方式持续搅拌均匀后，离心分离烘干至恒重；（2）制备蚕丝蛋白溶液将蚕丝蛋白原料进行脱胶后，然后清洗、烘干，溶解在氢氧化钠溶液中，经充分水解得到蚕丝蛋白溶液，浓缩后经过透析工艺，得到蚕丝蛋白溶液，加入叠氮化钠，混合均匀，冻干得到粉末待用；（3）复合导电纳米二氧化硅无机物-蚕丝蛋白将步骤（1）、（2）反应物料搅拌混匀，放入球磨机中加入淀粉、魔芋胶研磨1-2小时，加入适量水调制成料浆，待用；（4）制备导电可降解聚氨酯树脂a）将聚乙二醇进行加热，熔化后开动搅拌，升温并抽真空脱水，冷却后待用；b）将脱水冷却后的聚乙二醇和催化剂二月桂酸二丁基锡，以丙酮为溶剂，升温至60-80℃后，边搅拌边将异氰酸酯滴加入体系中，在60-80℃下反应2-5小时后停止加热，得预聚体；c）将步骤（3）所得的液体快速的加入到预聚体，搅拌均匀后形成均相乳液，然后在烘箱中于120℃条件下进行固化，4小时后自然冷却，加入密炼机中充分密炼，即得导电可降解聚氨酯弹性体复合材料。所述的纳米二氧化硅5重量份、甘油100重量份、乙酸银3重量份、氧化石墨烯5重量份、蚕丝蛋白原料8重量份、叠氮化钠0.3重量份、淀粉6重量份、魔芋胶2重量份、聚乙二醇50重量份、二月桂酸二丁基锡1重量份、异氰酸酯120重量份。所述纳米二氧化硅颗粒在使用前经过氨水浸泡，干燥后再次打散研磨粉碎，粒径分布在40-180纳米范围内。所述的高温处理为采用400℃进行高温处理。所述的蚕丝蛋白为丝素蛋白，分子量为25-125KDa。所述充分密炼为密炼温度100℃进行密炼8分钟。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种导电可降解聚氨酯弹性体复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）制备导电纳米二氧化硅无机物将纳米二氧化硅高温处理30‑50分钟，迅速经液氮冷却至室温，加入甘油及适量水超声波震荡20‑40分钟，依次加入乙酸银、氧化石墨烯搅拌混匀，常温下采用气流搅拌的方式持续搅拌均匀后，离心分离烘干至恒重；（2）制备蚕丝蛋白溶液将蚕丝蛋白原料进行脱胶后，然后清洗、烘干，溶解在氢氧化钠溶液中，经充分水解得到蚕丝蛋白溶液，浓缩后经过透析工艺，得到蚕丝蛋白溶液，加入叠氮化钠，混合均匀，冻干得到粉末待用；复合导电纳米二氧化硅无机物‑蚕丝蛋白将步骤（1）、（2）反应物料搅拌混匀，放入球磨机中加入淀粉、魔芋胶研磨1‑2小时，加入适量水调制成料浆，待用；（4）制备导电可降解聚氨酯树脂a）将聚乙二醇进行加热，熔化后开动搅拌，升温并抽真空脱水，冷却后待用；b）将脱水冷却后的聚乙二醇和催化剂二月桂酸二丁基锡，以丙酮为溶剂，升温至60‑80℃后，边搅拌边将异氰酸酯滴加入体系中，在60‑80℃下反应2‑5小时后停止加热，得预聚体；c）将步骤（3）所得的液体快速的加入到预聚体，搅拌均匀后形成均相乳液，然后在烘箱中于120℃条件下进行固化，3‑5小时后自然冷却，加入密炼机中充分密炼，即得导电可降解聚氨酯弹性体复合材料。...

【技术特征摘要】
1.一种导电可降解聚氨酯弹性体复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）制备导电纳米二氧化硅无机物将纳米二氧化硅高温处理30-50分钟，迅速经液氮冷却至室温，加入甘油及适量水超声波震荡20-40分钟，依次加入乙酸银、氧化石墨烯搅拌混匀，常温下采用气流搅拌的方式持续搅拌均匀后，离心分离烘干至恒重；（2）制备蚕丝蛋白溶液将蚕丝蛋白原料进行脱胶后，然后清洗、烘干，溶解在氢氧化钠溶液中，经充分水解得到蚕丝蛋白溶液，浓缩后经过透析工艺，得到蚕丝蛋白溶液，加入叠氮化钠，混合均匀，冻干得到粉末待用；复合导电纳米二氧化硅无机物-蚕丝蛋白将步骤（1）、（2）反应物料搅拌混匀，放入球磨机中加入淀粉、魔芋胶研磨1-2小时，加入适量水调制成料浆，待用；（4）制备导电可降解聚氨酯树脂a）将聚乙二醇进行加热，熔化后开动搅拌，升温并抽真空脱水，冷却后待用；b）将脱水冷却后的聚乙二醇和催化剂二月桂酸二丁基锡，以丙酮为溶剂，升温至60-80℃后，边搅拌边将异氰酸酯滴加入体系中，在60-80℃下反应2-5小时后停止加热，得预聚体；c）将步骤（3）所得的液体快速的加入到预聚体，搅拌均匀后形成均相乳液，然后在烘箱中于120℃条件下...

【专利技术属性】
技术研发人员：张庆，
申请(专利权)人：芜湖市宝艺游乐科技设备有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34