【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本申請(qǐng)涉及一種石墨烯/二氧化硅改性聚氨酯泡沫及其制備方法和應(yīng)用，屬于新材料。
技術(shù)介紹
1、聚氨酯(pu)是目前用途廣泛的聚合物(在輕工紡織、鞋底鞋墊、汽車、建筑保溫材料、涂料)等領(lǐng)域擁有廣闊的應(yīng)用市場(chǎng)。)相比其他聚合物，聚氨酯具有原料種類多、配方可調(diào)范圍廣、產(chǎn)品種類豐富的優(yōu)點(diǎn)(其產(chǎn)品有聚氨酯軟泡、聚氨酯硬泡、聚氨酯彈性體、聚氨酯涂料和防水材料等)。聚氨酯泡沫材料近幾年來發(fā)展較為迅速，但是由于聚氨酯泡沫材料的強(qiáng)度較低，不耐高溫，聚氨酯中的酯基易水解，尤其是在高溫條件下耐水解性能差等缺點(diǎn)，限制了它的應(yīng)用。尤其是兼具耐高溫、耐水解和高彈性等綜合性能的聚氨酯高端發(fā)泡材料產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵技術(shù)亟待攻克。石墨烯改性聚氨酯納米復(fù)合材料因其優(yōu)異的綜合性能而備受關(guān)注。在聚氨酯基體中添加石墨烯或其衍生物可顯著提升聚氨酯的物理機(jī)械、熱學(xué)、電磁學(xué)等性能，滿足聚合物復(fù)合材料高性能和多功能的特殊要求。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、為解決聚氨酯高端發(fā)泡材料現(xiàn)有技術(shù)存在的由于強(qiáng)度較低、不耐高溫、酯基易水解，難以兼具耐高溫、耐水解和高彈性等綜合性能的問題，本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N石墨烯/二氧化硅改性聚氨酯泡沫及其制備方法，通過添加石墨烯/二氧化硅添加劑和酰胺單體，提高聚氨酯泡沫的強(qiáng)度、耐高溫性能和抗靜電性能。
2、本申請(qǐng)采用如下技術(shù)方案：
3、根據(jù)本申請(qǐng)的一方面，提供了一種石墨烯/二氧化硅改性聚氨酯泡沫的制備方法，包括如下步驟：
4、s1、將含有碳酸鈉的水溶液滴加到含有硝酸鋁的水溶液中形成鋁溶膠，向鋁
5、s2、將含有氧化石墨烯、al2o3包覆二氧化硅、硬脂酸、γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、環(huán)糊精的混合物，在非活性氣氛中研磨，然后在濕度大于等于40％的空氣中靜置，烘干、激光還原，得到石墨烯/二氧化硅復(fù)合材料；
6、s3、在含有聚醚多元醇、聚合物多元醇的混合物中，加入胺類催化劑a33、錫類催化劑t9、水、開孔劑、石墨烯/二氧化硅、酰胺單體、混合硅油，攪拌后，加入苯基甲烷二異氰酸酯，得到原料液，將原料液倒入模具中反應(yīng)得到所述石墨烯/二氧化硅改性聚氨酯泡沫。
7、可選地，步驟s1中，硝酸鋁與二氧化硅的重量比為1:5～50；
8、可選地，步驟s1中，硝酸鋁與二氧化硅的重量比為1:8～15。
9、可選地，步驟s1中，反應(yīng)的條件包括：ph值為3.5～4.1，在15～45℃攪拌4～48h。
10、可選地，步驟s1中，干燥的條件包括：200～300℃下干燥1～5h。
11、本申請(qǐng)通過鋁溶膠法在二氧化硅表面包覆致密、均勻的納米厚度al2o3膜。
12、可選地，步驟s2中，al2o3包覆二氧化硅與氧化石墨烯、硬脂酸、γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、環(huán)糊精的重量比為1：(0.05～1.5)：(0.05～1.5)：(0.01～0.03)：(0.05～1.5)。
13、可選地，步驟s2中，研磨的條件包括；轉(zhuǎn)速為300～600r/min，研磨時(shí)間為18～36h。
14、可選地，步驟s2中，所述靜置的時(shí)間為8～24h。
15、可選地，步驟s2中，激光還原的條件包括：功率為50mw～500mw，激光還原時(shí)間為3min～20min。
16、可選地，步驟s2中，干燥的條件包括：60～100℃下干燥1～5h。
17、本申請(qǐng)采用激光還原氧化石墨烯還原技術(shù)，無廢棄物產(chǎn)生、綠色環(huán)保。為了克服石墨烯/二氧化硅在聚氨酯中分散性差的問題，通過γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、環(huán)糊精進(jìn)行表面改性，提高石墨烯/二氧化硅在聚氨酯中的分散性和兼容性。
18、可選地，步驟s3中，石墨烯/二氧化硅與酰胺單體的重量比為5～20：1。
19、可選地，步驟s3中，苯基甲烷二異氰酸酯與石墨烯/二氧化硅的重量比為20～200:1。
20、可選地，步驟s3中，苯基甲烷二異氰酸酯與石墨烯/二氧化硅的重量比為45～90:1。
21、可選地，步驟s3中，酰胺單體選自尿素、n,n-二甲基甲酰胺、n,n-二甲基辛癸酰胺、丁二酰亞胺、酰亞胺、煙酰胺、丙烯酰胺、乙酰胺、丁酰胺、苯甲酰胺、對(duì)硝基苯酰胺、n-甲氧基-n-甲基甲酰胺中的至少一種。
22、可選地，步驟s3中，酰胺單體優(yōu)選為n-甲氧基-n-甲基甲酰胺。
23、本申請(qǐng)中，酰胺單體與苯基甲烷二異氰酸酯(mdi)共聚，提高聚氨酯泡沫的機(jī)械性能。酰胺單體(含o＝c-n鍵)與聚氨酯(含—nhcoo—鍵)高兼容性。
24、可選地，步驟s3中，原料液倒入模具中反應(yīng)的條件包括：模具溫度為24.5℃～25.5℃，反應(yīng)時(shí)間為24h～72h。
25、可選地，步驟s3中，攪拌的條件包括：在1500r/min的轉(zhuǎn)速下攪拌2～3min，然后在2500～3000r/min的轉(zhuǎn)速下攪拌至均勻。
26、可選地，步驟s3中，原料液中含有如下重量份的組分：
27、
28、可選地，步驟s3中，所述的聚醚多元醇為glr2000。
29、可選地，步驟s3中，所述的聚合物多元醇為pop。
30、可選地，步驟s3中，所述的胺類催化劑為三乙烯二胺a33。
31、可選地，步驟s3中，所述的錫類催化劑為異辛酸錫t9。
32、可選地，步驟s3中，所述的開孔劑為開孔劑1900h。
33、可選地，步驟s3中，二苯基甲烷二異氰酸酯為mdi8002。
34、根據(jù)本申請(qǐng)的另一方面，提供了一種上述制備方法制備得到的石墨烯/二氧化硅改性聚氨酯泡沫。
35、根據(jù)本申請(qǐng)的另一方面，還提供了一種上述的石墨烯/二氧化硅改性聚氨酯泡沫在鞋材加工中的應(yīng)用。
36、本申請(qǐng)能產(chǎn)生的有益效果包括：
37、本申請(qǐng)?zhí)峁┑氖?二氧化硅改性聚氨酯泡沫及其制備方法，通過石墨烯/二氧化硅添加劑、酰胺單體的添加克服了聚氨酯高端發(fā)泡材料現(xiàn)有技術(shù)存在難以兼具耐高溫、耐水解和高彈性等綜合性能的問題，其中，石墨烯/二氧化硅添加劑可提高聚氨酯泡沫的機(jī)械強(qiáng)度、耐高溫性能和抗靜電性能；包括在高溫壓合下可有效將聚氨酯壓合處的熱量導(dǎo)出，提高聚氨酯的高溫剝離強(qiáng)度；酰胺單體與苯基甲烷二異氰酸酯(mdi)共聚，提高聚氨酯泡沫的機(jī)械性能；鋁溶膠在二氧化硅表面包覆致密、均勻的al2o3膜。
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1.一種石墨烯/二氧化硅改性聚氨酯泡沫的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟S1中，硝酸鋁與二氧化硅的重量比為1:5～1:50；
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟S2中，Al2O3包覆二氧化硅與氧化石墨烯、硬脂酸、γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、環(huán)糊精的重量比為1：(0.05～1.5)：(0.05～1.5)：(0.01～0.03)：(0.05～1.5)；
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟S3中，石墨烯/二氧化硅與酰胺單體的重量比為5～20：1。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟S3中，苯基甲烷二異氰酸酯與石墨烯/二氧化硅的重量比為20～200:1。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟S3中，酰胺單體選自尿素、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基辛癸酰胺、丁二酰亞胺、酰亞胺、煙酰胺、丙烯酰胺、乙酰胺、丁酰胺、苯甲酰胺、對(duì)硝基苯酰胺、N-甲氧基-N-甲基甲酰胺中的至少一種。
7.根據(jù)權(quán)利要求
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟S3中，原料液中含有如下重量份的組分：
9.權(quán)利要求1至8任一項(xiàng)所述制備方法制備得到的石墨烯/二氧化硅改性聚氨酯泡沫。
10.權(quán)利要求9所述的石墨烯/二氧化硅改性聚氨酯泡沫在鞋材加工中的應(yīng)用。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種石墨烯/二氧化硅改性聚氨酯泡沫的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟s1中，硝酸鋁與二氧化硅的重量比為1:5～1:50；
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟s2中，al2o3包覆二氧化硅與氧化石墨烯、硬脂酸、γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、環(huán)糊精的重量比為1：(0.05～1.5)：(0.05～1.5)：(0.01～0.03)：(0.05～1.5)；
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟s3中，石墨烯/二氧化硅與酰胺單體的重量比為5～20：1。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟s3中，苯基甲烷二異氰酸酯與石墨烯/二氧化硅的重量比為20～200:1。
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：陳素晶，張易寧，張佳華，鄧明揚(yáng)，林凱駿，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：福建越特新材料科技有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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