[发明专利]一种高强度的石墨烯改性聚氨酯导电材料及其制法

权利要求书

1.一种高强度的石墨烯改性聚氨酯导电材料，包括以下原料及组分，其特征在于：功能化石墨烯、二苯甲烷二异氰酸酯、聚酯二元醇、二月桂酸二丁基锡、2,2-二羟甲基丙酸、1,4-己二醇，质量比为0.1-0.8:10:13-18:0.001-0.01:0.2-0.6:0.4-1。

2.根据权利要求1所述的一种高强度的石墨烯改性聚氨酯导电材料，其特征在于：所述功能化石墨烯制备方法如下：

(1)在0-5℃下向质量分数≥95％的浓硫酸中加入石墨粉、硝酸钠和高锰酸钾，匀速搅拌进行活化过程，将反应瓶置于恒温油浴锅中，加热至30-40℃，匀速搅拌进行反应过程，向溶液中加入蒸馏水将浓硫酸质量分数稀释至30-40％，温度升至90-100℃，匀速搅拌进行高温氧化过程，加入蒸馏水进行稀释并冷却，加入双氧水中和高锰酸钾，过滤、洗涤、透析和干燥过程，制备得到高环氧基含量的环氧化石墨烯；

(2)向蒸馏水中加入Tris-HCl缓冲液，调节溶液pH为8-9，加入环氧化石墨烯，超声分散均匀后加入盐酸多巴胺，在20-40℃反应10-20h，过滤。洗涤并干燥，制备得到聚多巴胺接枝石墨烯；

(3)向乙醇溶剂中加入聚多巴胺接枝石墨烯，超声分散均匀后加入3-氨基丙基三乙氧基硅烷，匀反应5-10h，过滤、洗涤并干燥，制备得到功能化石墨烯。

3.根据权利要求2所述的一种高强度的石墨烯改性聚氨酯导电材料，其特征在于：所述步骤(1)中的石墨粉、硝酸钠和高锰酸钾的质量比为1:0.4-0.6:1.2-1.8。

4.根据权利要求2所述的一种高强度的石墨烯改性聚氨酯导电材料，其特征在于：所述步骤(1)中的活化过程时间为3-8min，反应过程时间为10-15min，高温氧化过程时间为2-5min。

5.根据权利要求2所述的一种高强度的石墨烯改性聚氨酯导电材料，其特征在于：所述步骤(1)中的恒温油浴锅包括搅拌装置，搅拌装置设置有搅拌轴、搅拌轴固定连接有连接块、连接块活动连接有调节装置、调节装置活动连接有调节螺母，调节装置活动连接有旋转杆，旋转杆活动连接有旋转螺母，旋转杆固定连接有旋转扇片。

6.根据权利要求2所述的一种高强度的石墨烯改性聚氨酯导电材料，其特征在于：所述步骤(2)中的环氧化石墨烯和盐酸多巴胺的质量比为1:1.5-3。

7.根据权利要求2所述的一种高强度的石墨烯改性聚氨酯导电材料，其特征在于：所述步骤(3)中的聚多巴胺接枝石墨烯和3-氨基丙基三乙氧基硅烷质量比为1:2-4。

8.根据权利要求1所述的一种高强度的石墨烯改性聚氨酯导电材料，其特征在于：所述高强度的石墨烯改性聚氨酯导电材料制备方法如下：

(1)向反应体系中加入功能化石墨烯、二苯甲烷二异氰酸酯、聚酯二元醇和2,2-二羟甲基丙酸，超声分散均匀后加入催化剂二月桂酸二丁基锡，在氮气氛围下，加热至75-85℃，反应2-3h，加入丙酮溶剂调节溶液粘度，再加入扩链剂1,4-丁二醇反应1-2h，将溶液冷却，加入三乙胺调节溶液pH至中性，进行高速乳化过程，将乳液倒入模具中进行固化成膜，制备得到高强度的石墨烯改性聚氨酯导电材料。