【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于石墨烯导电膜领域，具体涉及一种改性石墨烯聚氨酯导电膜的制备方法。
技术介绍
1、石墨稀是一种由单层sp2杂化碳原子组成的蜂窝状结构的二维片状材料，其特殊的结构决定了它具有奇特的电学性能、优异的物理机械、热学性能以及气体阻隔性能，是电磁屏蔽、抗静电、高强度及气体阻隔聚合物复合材料的理想填料，在制备轻质、低成本、高性能复合材料方面具有广阔的应用潜力。氧化石墨烯(go)是石墨烯的衍生物，表面则含有大量含氧基团，如-oh、-cooh、-c＝o等，表面是亲水性的，同时，π-π共轭结构遭到了破坏，分子间范德华力力较石墨烯弱，片层容易剥离，因此氧化石墨烯很容易的在水溶液中充分剥离开，形成均一稳定的氧化石墨烯水溶液。
2、聚氨酯是一种可相分离的软、硬块交替组成的弹性体共聚物，由于熔体可加工性和可在很大范围内调节物理性能，聚氨酯已被广泛应用于纤维，涂料，粘合剂和仿生材料等领域。特别在石墨烯热管理领域，凭借其可塑性和热压粘结性，而常被选为石墨烯导电膜的高分子基体。
3、传统的石墨烯基高分子导电膜是通过添加导电填料来降低导电膜的电阻率，但由于石墨烯具有较高的比表面积，通过传统的物理混合石墨烯与高分子之间存在界面电阻以及团聚难以在高分子基体中分散等现象，使得较难获得低电阻率的导电膜。通常人们大多采用增加导电填料的方法来获得低电阻率的导电膜，但是大量导电填料增加破坏了高分子分子链的结构，使得分子链间的内应力降低，造成导电膜的拉伸强度以及粘结强度降低。
4、然而在改性石墨烯聚氨酯导电膜领域，石墨烯作为填料与
5、中国专利技术专利cn104485157提供了一种石墨烯复合材料，包括：基体；复合于所述基体上的石墨烯层；复合于所述石墨烯层上的保护膜层；所述保护膜层由前驱体树脂与导电物质组成，所述前驱体树脂脂优先选自聚氨酯。其虽然获得了良好的耐刮擦性，但导电性能和导热性能相对较差，限制了其在更多领域的应用。
技术实现思路
1、为克服现有技术的缺陷，本专利技术提供了以下技术方案：
2、一种改性石墨烯聚氨酯导电膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
3、s1.有机异氰酸酯改性石墨烯的制备：取氧化石墨烯，溶解在非质子极性溶剂中，在氮气作用下，加入有机异氰酸酯，1000-2000r/min搅拌反应12-24小时；
4、s2.端异氰酸酯基聚氨酯预聚体的制备：在n2保护下，将多异氰酸酯与多元醇进行混合，之后加入扩链剂、亲水剂、催化剂继续反应，期间用s1中的非质子极性溶剂调节乳液黏度；
5、s3.向端异氰酸酯基聚氨酯预聚体中加入有机异氰酸酯改性的石墨烯分散液，催化剂的作用下继续反应，之后加入三乙胺中和交联，加冰水乳化形成稳定的聚氨酯复合乳液；
6、s4.将聚氨酯复合乳液，碳基填料，溶剂，分散剂，消泡剂，增稠剂，胺中和剂混合搅拌均匀，然后通过涂布流延法，控制刮刀与底部基材的间隙，进行涂膜，涂膜后的基材烘干后收卷得到改性石墨烯聚氨酯导电膜。
7、进一步的，所述步骤s2中多异氰酸酯与多元醇在75-80℃搅拌反应1-3h，进行亲核加成反应，然后降温至50-70℃，之后加入扩链剂、亲水剂、催化剂于60-80℃搅拌反应3-6h；
8、所述步骤s3中向端异氰酸酯基聚氨酯预聚体中加入有机异氰酸酯改性的石墨烯分散液，在催化剂的作用下继续反应1-3h之后降温到40-50℃，然后加入三乙胺中和交联0.5-1h，加冰水乳化20-40min形成稳定的聚氨酯复合乳液，最后减压蒸馏去除并回收非质子极性溶剂溶剂，加水调节，得到一定固含量的聚氨酯复合乳液；
9、所述步骤s4中将聚氨酯复合乳液，碳基填料，溶剂，分散剂，消泡剂，增稠剂，胺中和剂按照一定比例加入搅拌罐中1000-2000r/min搅拌1.5-3h，配置一定粘度的导电浆料，通过涂布流延法，控制刮刀与底部基材的间隙，涂膜后的基材通过传送带进入轨道炉烘干。
10、进一步的，所述步骤s1中的有机异氰酸酯是异氰酸苄酯、叔丁基异氰酸酯、环己基异氰酸酯、异氰酸己酯、对氰基苯异氰酸酯等有机异氰酸酯中的一种或多种组合；和/或，
11、所述步骤s1中非质子极性溶剂为n-甲基吡咯烷酮(nmp)、n，n-二甲基甲酰胺(dmf)、六甲基磷酰胺(hmpa)、二甲基亚砜(dmso)的一种；和/或，
12、所述步骤s1中氧化石墨烯在非质子极性溶剂中的浓度为1-100mg/ml,有机异氰酸酯在非质子极性溶剂中的浓度0.1-10mmol/l；和/或，
13、所述步骤s2中多异氰酸酯为六亚甲基二异氰酸酯(hdi)、异佛尔酮二异氰酸酯(ipdi)、甲苯二异氰酸酯(tdi)、四甲基苯二亚甲基二异氰酸酯(tmxdi)中的一种；/或，
14、所述步骤s2中多元醇为2-甲基-1,3-丙二醇(mpd)、新戊二醇(npg)、2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇(tmpd)、2-乙基-2-丁基-1,3-丙二醇(bepd)、聚醚二元醇(ppg)中的一种；和/或，
15、所述步骤s2中扩链剂为乙二醇(eg)、一缩二乙二醇(deg)、1,2-丙二醇(1,2-pg)、一缩二丙二醇(dpg)、1,4-丁二醇(bdo)、乙二胺(eda)、己二胺、异佛尔酮二胺、甲基戊二胺、二亚乙基三胺、三乙烯四胺中的一种；和/或，
16、所述步骤s2中亲水剂为二羟甲基丙酸(dmpa)、二羟甲基丁酸(dmba)、1,4-丁二醇-2-磺酸钠中的一种。
17、进一步的，所述步骤s2中r＝n(-nco)/n(-oh)的比值为1.1-2.0。
18、进一步的，所述步骤s2和s3中催化剂为二月桂酸二丁基锡(dbtdl)、辛酸亚锡中的一种或两种组合；和/或，
19、所述步骤s3中有机异氰酸酯改性的石墨烯分散液与端异氰酸酯基聚氨酯预聚体溶液的质量比为1:2-50；和/或，
20、所述步骤s3中得到的聚氨酯复合乳液的固含为30-40％。
21、根据权利要求2所述的改性石墨烯聚氨酯导电膜的制备方法，其特征在于，所述步骤s4中导电浆料由70-100份的聚氨酯复合乳液，1-15份的碳基填料，10-50份的溶剂，1-3份的分散剂，0.2-1份的消泡剂，1-5份增稠剂，1-2份胺中和剂组成，其中优选为70：2：10：1：1：5：2。
22、进一步的，所述步骤s4中碳基填料可以是导电炭黑、碳纳米管、碳纤维中的一种或多种组合；和/或，
23、所述组合为4份的导电炭黑和3份碳纳米管组合；或，
24、1份的导电炭黑和1份碳纳米管组合；或，
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1.一种改性石墨烯聚氨酯导电膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的改性石墨烯聚氨酯导电膜的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中多异氰酸酯与多元醇在75-80℃搅拌反应1-3h，进行亲核加成反应，然后降温至50-70℃，之后加入扩链剂、亲水剂、催化剂于60-80℃搅拌反应3-6h；
3.根据权利要求2所述的改性石墨烯聚氨酯导电膜的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中的有机异氰酸酯是异氰酸苄酯、叔丁基异氰酸酯、环己基异氰酸酯、异氰酸己酯、对氰基苯异氰酸酯等有机异氰酸酯中的一种或多种组合；和/或，
4.根据权利要求2所述的改性石墨烯聚氨酯导电膜的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中R＝n(-NCO)/n(-OH)的比值为1.1-2.0。
5.根据权利要求2所述的改性石墨烯聚氨酯导电膜的制备方法，其特征在于，所述步骤S2和S3中催化剂为二月桂酸二丁基锡(DBTDL)、辛酸亚锡中的一种或两种组合；和/或，
6.根据权利要求2所述的改性石墨烯聚氨酯导电膜的制备方法，其特征在于，所述步骤S4中导电浆料由70
7.根据权利要求6所述的改性石墨烯聚氨酯导电膜的制备方法，其特征在于，所述步骤S4中碳基填料可以是导电炭黑、碳纳米管、碳纤维中的一种或多种组合；和/或，
8.根据权利要求7所述的改性石墨烯聚氨酯导电膜的制备方法，其特征在于，所述导电浆料为：70份的聚氨酯复合乳液、4份的导电炭黑，3份碳纳米管、20份溶剂、3份曲拉通-100、0.3份聚醚类消泡剂、2份的甲基纤维素增稠剂，2份的三乙胺中和交联剂；或，
9.根据权利要求2所述的改性石墨烯聚氨酯导电膜的制备方法，其特征在于，所述步骤S4中的溶剂为二丙二醇甲醚、二乙二醇丁醚醋酸酯、丙二醇、甘油、N-甲基吡咯烷酮中的一种或多种组合；和/或
10.根据权利要求2所述的改性石墨烯聚氨酯导电膜的制备方法，其特征在于，所述步骤S4中的分散剂为曲拉通X-100，十二烷基硫酸钠，聚氧乙烯月桂醚，阿拉伯树胶粉中的一种或者多种组合；和/或，
...【技术特征摘要】
1.一种改性石墨烯聚氨酯导电膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的改性石墨烯聚氨酯导电膜的制备方法，其特征在于，所述步骤s2中多异氰酸酯与多元醇在75-80℃搅拌反应1-3h，进行亲核加成反应，然后降温至50-70℃，之后加入扩链剂、亲水剂、催化剂于60-80℃搅拌反应3-6h；
3.根据权利要求2所述的改性石墨烯聚氨酯导电膜的制备方法，其特征在于，所述步骤s1中的有机异氰酸酯是异氰酸苄酯、叔丁基异氰酸酯、环己基异氰酸酯、异氰酸己酯、对氰基苯异氰酸酯等有机异氰酸酯中的一种或多种组合；和/或，
4.根据权利要求2所述的改性石墨烯聚氨酯导电膜的制备方法，其特征在于，所述步骤s2中r＝n(-nco)/n(-oh)的比值为1.1-2.0。
5.根据权利要求2所述的改性石墨烯聚氨酯导电膜的制备方法，其特征在于，所述步骤s2和s3中催化剂为二月桂酸二丁基锡(dbtdl)、辛酸亚锡中的一种或两种组合；和/或，
6.根据权利要求2所述的改性石墨烯聚氨酯导电膜的制备方法，其特征在于，所述步骤s4中导电浆料由70-100份...
【专利技术属性】
技术研发人员：张晓梅，潘卓成，潘智军，周明，
申请(专利权)人：德州宇航派蒙石墨烯科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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