[发明专利]一种石墨烯改性聚氨酯复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种石墨烯改性聚氨酯复合材料，其特征在于，由以下重量份原料组成：

所述改性石墨烯的制备方法，包括以下步骤：

将石墨烯加入N,N-二甲基甲酰胺中，随后再加入聚乙烯吡咯烷酮，进行超声分散，得到石墨烯分散液；接着将异佛尔酮二异氰酸酯加入到石墨烯分散液中，在70-90℃下反应3-5h，继续加入二羟甲基丙酸，进行搅拌反应，反应完成后进行过滤、洗涤，将滤饼进行干燥后得到改性石墨烯。

2.根据权利要求1所述的石墨烯改性聚氨酯复合材料，其特征在于，所述聚醚多元醇为聚氧化丙烯二醇、聚四氢呋喃二醇、四氢呋喃-氧化丙烯共聚二醇中的一种或几种；所述多异氰酸酯为异佛尔酮二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、二苯甲烷二异氰酸酯、1,6-己二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯中的一种或几种；所述催化剂为辛酸亚锡、二辛酸二丁基锡、三乙烯二胺中的一种或几种；所述发泡剂为水、环戊烷和甲酸甲酯中的一种或几种；所述偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂中的一种或几种。

3.根据权利要求1所述的石墨烯改性聚氨酯复合材料，其特征在于，所述石墨烯：聚乙烯吡咯烷酮：异佛尔酮二异氰酸酯、二羟甲基丙酸的质量比为100：1-3：5-10：5-10。

4.根据权利要求1所述的石墨烯改性聚氨酯复合材料，其特征在于，所述搅拌反应温度为60-90℃，反应时间为1-3h；所述干燥温度为60-80℃，干燥时间为4-8h。

5.根据权利要求1所述的石墨烯改性聚氨酯复合材料，其特征在于，所述改性无机纤维的制备方法，包括以下步骤：

(a)将二氧化钛纤维、玻璃纤维、碳纤维混均匀浸入浓硝酸中1-3h，过滤干燥后加入去离子水中，随后加入纤维素混合均匀，之后于80-95℃下水热反应1-3h，反应完后，产物离心、洗涤、干燥得纤维素改性无机纤维；

(b)将步骤(a)所得纤维素改性无机纤维高速搅拌活化后，加入偶联剂KH550中，混合均匀，干燥后即得所述改性无机纤维。

6.根据权利要求5所述的石墨烯改性聚氨酯复合材料，其特征在于，步骤(a)中所述二氧化钛纤维、玻璃纤维、碳纤维、纤维素的质量比为1：1：1：1-3；步骤(b)中纤维素改性无机纤维与KH550的质量比为100：1-3；步骤(b)中所述搅拌速度为2000r/min，搅拌温度为60-70℃，搅拌时间为1-2h。

7.一种权利要求1-6任一项所述石墨烯改性聚氨酯复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将聚醚多元醇、改性石墨烯、催化剂、发泡剂和偶联剂混合，进行搅拌反应，得到混合物A；

(2)将改性无机纤维和多异氰酸酯混合，加入到步骤(1)中所得混合物A中，搅拌至反应开始，得到混合物B；

(3)将混合物B倒入模具中，静置发泡，熟化处理，脱模后得到所述石墨烯改性聚氨酯复合材料。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述搅拌反应温度为40-50℃，搅拌速度为200-400r/min，搅拌时间为40-50min。

9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述搅拌温度为25-35℃，搅拌速度为500-700r/min。