[发明专利]一种聚氨酯树脂及其制备方法

说明书

本发明属于聚氨酯树脂组合物领域，尤其是一种聚氨酯树脂及其制备方法，针对现有的聚氨酯树脂存在因异氰脲酸酯环结构的影响而使树脂的柔软性受损、树脂的伸长率变差这样的问题，现提出如下解决方案，包括主料和辅料，所述主料包括聚醚多元醇、二异氰酸酯和天然石墨，所述辅料包括无离子水、扩链剂、乙醇、二异丙基、硫酸、硝酸、乙醇和引发剂。通过在水性聚氨酯树脂溶液中添加石墨烯后制得含石墨烯的聚氨酯树脂，能够有效增加产品的拉伸强度和最大应力，大大降低其内部电阻率，同时拉伸强度和疏水性能都有很明显的提升，从各个方面提升了产品的性能，同时能够大大增加产品的使用寿命。

技术领域

本发明涉及聚氨酯树脂组合物技术领域，尤其涉及一种聚氨酯树脂及其制备方法。

背景技术

聚氨酯材料是聚氨基甲酸酯的简称，它是一种高分子材料。聚氨酯是一种新兴的有机高分子材料，被誉为“第五大塑料”，因其卓越的性能而被广泛应用于国民经济众多领域。产品应用领域涉及轻工、化工、电子、纺织、医疗、建筑、建材、汽车、国防、航天、航空等，然而，聚氨酯树脂存在因异氰脲酸酯环结构的影响而使树脂的柔软性受损、树脂的伸长率变差这样的问题。

CN201680002413的发明专利提供了一种聚氨酯树脂组合物，其是显示优异的伸长率(柔软性)、并且优异的相容性、耐湿性和放热性(导热率)的聚氨酯树脂组合物，本能够适用于各种电气电子部件的绝缘处理。

但是该发明中虽然能够对聚氨酯树脂的伸长率有所提升，但是在各方面性能提升有限，并不能起到本质上的性能提升。

发明内容

本发明提出的一种聚氨酯树脂及其制备方法，解决了聚氨酯树脂存在因异氰脲酸酯环结构的影响而使树脂的柔软性受损、树脂的伸长率变差的问题。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种聚氨酯树脂，包括主料和辅料，所述主料包括聚醚多元醇、二异氰酸酯和天然石墨，所述辅料包括无离子水、扩链剂、乙醇、二异丙基、硫酸、硝酸、乙醇和引发剂，其中各成分按照质量份数采用以下配比：聚醚多元醇16-26份、二异氰酸酯14-22份、天然石墨12-18份、无离子水6-8份、扩链剂3-7份、乙醇4-8份、二异丙基3-5份、硫酸2-4份、硝酸3-6份、乙醇3-8份、引发剂2-6份。

优选的，所述扩链剂为乙二胺、二乙烯二胺、三乙烯四胺其中一种或多种的混合物，所述引发剂为二碳酸酯过氧化物。

优选的，所述硫酸和硝酸混合搅拌后制得混合强酸。

优选的，本发明还提供了一种聚氨酯树脂的制备方法，所述具体制备方法为：

步骤一：将聚醚多元醇和二异氰酸酯分别加入反应釜中进行反应，反应完成后得到预聚体，随后在预聚体中添加扩链剂进行中和，将羧基阴离子引入氨基酸主链中，中和完成后对反应釜进行高速搅拌，在搅拌的过程中添加无离子水进行乳化，乳化完成后得到阴离子型聚氨酯乳液，向聚氨酯乳液中添加二异丙基进行扩链反应，反应完成后得到水性聚氨酯树脂溶液；

步骤二：将天然石墨放置在另一反应釜内在250-360℃下持续加热2-3h进行预处理，加热完成后加入硫酸和硝酸的混合液体进行反应，得到膨胀石墨，随后向反应釜中添加乙醇，并通过超声波发生器对反应釜进行洗涤中和，当溶液pH达到中性后，再通过超声波发生器去除石墨表面残留的溶液，得到石墨烯片层；

步骤三：将石墨烯片层加入水性聚氨酯树脂溶液内，并向反应釜中添加引发剂进行聚合反应，对反应釜进行持续加热，加热温度为95-135℃，反应釜内溶液黏度逐渐增大，完全反应后形成固态，得到含石墨烯的聚氨酯树脂。

优选的，所述步骤一中反应釜在通氮气保护条件下进行反应工作，聚醚多元醇和二异氰酸酯在65-75℃下反应1h，加入扩链剂后温度保持在70-85℃中和反应1-2h。