[发明专利]一种高性能纤维增强聚氨酯导电压敏胶及其制备方法

权利要求书

1.一种高性能纤维增强聚氨酯导电压敏胶，其特征在于：所述压敏胶包括以下重量份数的组分：

聚氨酯嵌段共聚物70-80份；

扩链剂4-8份；

氧化石墨烯改性碳纤维 1-7份；

改性纳米纤维素晶体1-5份；

增粘树脂25-35份；

抗氧化剂1-3份；

固化剂3-7份；

所述聚氨酯嵌段共聚物中，其嵌段比软段/硬段比为80/20；

所述氧化石墨烯改性碳纤维由以下方法制备得到：

将经酸化处理的氧化碳纤维加入N,N-二甲基甲酰胺溶液中充分分散，调节溶液pH为3.8，接着往溶液中加入1-乙基-（3-二甲基氨基丙基）碳酰二亚胺盐酸盐与氧化碳纤维反应，活化氧化碳纤维15-30 min；然后继续往溶液中加入N-羟基琥珀酰亚胺和聚乙烯亚胺，常温下搅拌反应20-30h，过滤干燥得到表面修饰氨基化处理的碳纤维；所述氧化碳纤维、1-乙基-（3-二甲基氨基丙基）碳酰二亚胺盐酸盐、N-羟基琥珀酰亚胺、聚乙烯亚胺的质量比为1:0.25:0.02:10；

将氧化石墨烯加到N,N-二甲基甲酰胺中分散，再加入1-乙基-（3-二甲基氨基丙基）碳酰二亚胺盐酸盐活化反应30min，调节溶液pH为7.8，再加入N-羟基琥珀酰亚胺，震荡2-5min使氧化石墨烯充分分散；继续往溶液中加入表面修饰氨基化处理的碳纤维，常温搅拌20-30h，过滤干燥得到所述氧化石墨烯改性碳纤维；所述氧化石墨烯、1-乙基-（3-二甲基氨基丙基）碳酰二亚胺盐酸盐、N-羟基琥珀酰亚胺、表面修饰氨基化处理的碳纤维加入的质量比为1：0.25~1：1：5~10；

所述改性纳米纤维素晶体由以下方法制备得到：

往反应瓶中加入2,4-甲苯二异氰酸酯，在惰性气氛下升温至75-85℃并开启搅拌，再加入催化剂1,4-二氮杂二环[2.2.2]辛烷，通过红外光谱监测的方式补加纳米纤维素晶体，直到红外光谱监测到2270 cm^-1 处的-NCO 基团刚好消失使反应终止，用甲苯清洗溶液，离心得所述改性纳米纤维素；所述加入的2,4-甲苯二异氰酸酯与催化剂1,4-二氮杂二环[2.2.2]辛烷的质量比为1：0.007-0.01。

2.根据权利要求1所述的高性能纤维增强聚氨酯导电压敏胶，其特征在于：所述扩链剂为1,4-丁二醇或乙二胺中的一种。

3.根据权利要求1所述的高性能纤维增强聚氨酯导电压敏胶，其特征在于：所述增粘树脂为下列中两种的混合：1号色C5加氢石油树脂和2号色C5加氢石油树脂；当两种混合使用时，1号色C5加氢石油树脂和2号色C5加氢石油树脂的质量比为30：70。

4.根据权利要求1所述的高性能纤维增强聚氨酯导电压敏胶，其特征在于：所述抗氧化剂为下列中的一种或两种以上的组合：丁基羟基茴香醚、二丁基羟基甲苯、四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯或3-(3,5-二叔丁基-4-羟苯基)丙酸十八烷酯。

5.根据权利要求1所述的高性能纤维增强聚氨酯导电压敏胶，其特征在于：所述固化剂为二乙烯三胺。

6.根据权利要求1所述的高性能纤维增强聚氨酯导电压敏胶，其特征在于：所述聚氨酯嵌段共聚物由聚己二酸己二醇酯二元醇与2,4-甲苯二异氰酸酯聚合而成。

7.根据权利要求6所述的高性能纤维增强聚氨酯导电压敏胶，其特征在于：所述聚己二酸己二醇酯二元醇的分子量为1500-3000 g/mol。

8.根据权利要求1-7之一所述的高性能纤维增强聚氨酯导电压敏胶的制备方法，其特征在于：所述制备方法包括以下步骤：

S1，先按配比称取所述压敏胶包含的各组分及200重量份的分散剂丙酮，将改性纳米纤维素晶体、氧化石墨烯改性碳纤维依次溶解于100重量份的分散剂中，搅拌分散得组分A；

S2，在惰性气流的保护下向反应釜中加入2,4-甲苯二异氰酸酯、聚己二酸己二醇酯二元醇，混和均匀并加热继续升温至65-75℃，反应 2-3 h 后，将温度降至 60 ℃以下，加入扩链剂在65-70℃下继续反应 2-4 h，最后加入抗氧化剂和剩余的分散剂，继续搅拌1-2h，得组分B；

S3，将组分A和组分B混合，升温至50-55℃，搅拌分散0.5-1h，加入增粘树脂和固化剂继续充分搅拌0.5-1h，用线径为10μm 的线棒涂布器将反应液均匀涂布在厚度为60μm 的离型PE 薄膜上，120-125 ℃下固化1 min，再经60-65℃ 条件下熟化 48 h，分散剂挥发，得到所述高性能纤维增强聚氨酯导电压敏胶。