[发明专利]一种利用羟基化碳纳米管改性的聚氨酯弹性及其的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及聚氨酯弹性体技术领域，具体公开了一种利用羟基化碳纳米管改性的聚氨酯弹性体及其制备方法。

背景技术

聚氨酯弹性体是一种具有优异的耐磨、耐油、耐撕裂、高强和高弹等性能的合成高聚物，杨氏模量介于橡胶和塑料之间，被广泛应用于国防工业、轻纺工业、交通轨道、油田矿山和医疗器械等领域。

由于组成聚氨酯弹性体化学结构的热分解温度较低，造成聚氨酯弹性体存在热稳定性差、软化温度低等缺点，并且随着社会的发展，应用领域对聚氨酯弹性体的性能有着更高的需求，需要对聚氨酯弹性体的性能进行提高以适应市场要求。

碳纳米管是一种一维的碳材料，其长径比可高达1000以上，碳纳米管中的化学键完全由SP²杂化的C—C键组成，SP²杂化的C—C键结构比金刚石中的SP³杂化的C—C键更强，碳纳米管的机械性能高于现存的所有材料，理论和实验证明，碳纳米管的杨氏模量高达1.2TPa，拉伸强度达到50～200GPa，因此碳纳米管是地球上现存的最强的最坚硬的材料，除此之外，碳纳米管具有优异电性能和热性能。

利用碳纳米管优异的机械和物理性能，将其加入到聚氨酯弹性体中作为增强材料，不仅可以显著提高聚氨酯弹性体的机械性能和热稳定性，还可以赋予聚氨酯弹性体导电和导热的性能，大大拓展聚氨酯弹性体的应用领域。

由于碳纳米管表面极性基团少，在加工过程中难以分散并且碳纳米管和聚氨酯弹性体之间的界面相互作用力很大，导致二者相容性差，获得的聚氨酯弹性体易于开裂。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种利用羟基化碳纳米管改性的聚氨酯弹性体及其制备方法，该。

为了实现以上目的及其他目的，本发明是通过包括以下技术方案实现的：一种利用羟基化碳纳米管改性的聚氨酯弹性体，包括以下重量份的组分：

A组分：

B组分：

羟基化碳纳米管 3～5份；

分散剂 1～2份。

优选地，所述利用羟基化碳纳米管改性的聚氨酯弹性体由以下重量份的组分组成：

A组分：

B组分：

羟基化碳纳米管3～5份；

分散剂1～2份。

优选地，所述羟基化碳纳米管为表面羟基化碳纳米管，所述羟基化碳纳米管中羟基的重量含量为4.5-6.5％。

更优选地，所述羟基化碳纳米管中羟基的重量含量为5.5-5.7％。

优选地，所述羟基化碳纳米管的为苏州恒球石墨烯有限公司HQNANO-CNTs-006H。

优选地，所述大分子多元醇包括聚醚多元醇和聚酯多元醇中任意一种或者两种。

更优选地，所述聚醚多元醇选自聚氧化丙烯醚二醇和聚四氢呋喃二醇的一种或两种，聚酯多元醇包括聚已二酸乙二醇酯、聚已二酸乙二醇丙二醇酯、聚已二酸丁二醇酯和聚已内酯的一种或者多种。

优选地，所述多异氰酸酯包括二苯基甲烷二异氰酸酯和异佛尔酮二异氰酸酯中的任意一种或者两种。

优选地，所述肟类封闭剂包括甲乙酮肟和环已酮肟中的任意一种或者两种。

优选地，所述催化剂包括有机锌化合物、有机锡化合物、有机碱金属盐、叔胺及其盐化合物中任意一种或多种。

更优选地，所述有机锌化合物选自异辛酸锌、辛酸锌和乙酰丙酮锌中任意一种；所述有机锡化合物选自二丁基月桂酸锡和辛酸亚锡中任意一种；所述有机碱金属盐为乙酸钠。

优选地，所述分散剂为聚丙烯酸铵盐分散剂。

本发明还公开一种制备如上述所述的利用羟基化碳纳米管改性的聚氨酯弹性体的方法，将大分子多元醇、多异氰酸酯及肟类封闭剂在催化剂的作用下的原位聚合，得到封闭型聚氨酯预聚体，然后将羟基化碳纳米管分散在封闭型聚氨酯预聚体，进行再次聚合，得到利用羟基化碳纳米管改性的聚氨酯弹性体。

优选地，利用羟基化碳纳米管改性的聚氨酯弹性体的制备方法包括以下步骤：

1)按照重量份数将所述大分子多元醇投入反应釜内，在100～110℃下真空脱水1.5-2.5h，然后降温至45-55℃；

2)按照重量份数加入所述多异氰酸酯和所述催化剂，搅拌升温至85-95℃，反应2-5h，然后降温至45-55℃；

3)按照重量份数向反应釜中加入肟类封闭剂，搅拌升温至65-75℃，反应3-6h，得到封闭型聚氨酯预聚体；