本發明涉及合成樹脂及塑料技術領域，具體涉及一種聚氨酯-碳納米管復合材料的制備方法。

背景技術：

聚氨酯的導熱系數低，并且具有高耐熱、防水、耐老化以及施工簡便等優良性能，廣泛用于門窗、地板、墻體、天花板等的保溫材料，在發達國家有超過49%的保溫材料都是聚氨酯泡沫塑料；但由于聚氨酯的力學性能和抗靜電性能較差，一定程度上限制了聚氨酯泡沫塑料在室內設計中的應用。為提高聚氨酯的力學性能，聚氨酯復合材料成為研究者的關注重點之一，其中，以纖維和納米粒子增強型聚氨酯復合材料為主。碳納米管具有優異的力學性能、抗靜電性能和耐熱性能，并且與聚合物有很好的相容性。采用碳納米管作為增強材料與聚氨酯復合，所制聚氨酯-碳納米管復合材料的力學性能和抗靜電性能會得到較大程度的改善；但碳納米管較大的惰性表面導致其在聚氨酯基體中容易發生團聚，破壞材料的均一性，進而影響復合材料在室內設計中的應用。

技術實現要素：

本發明旨在提出一種聚氨酯-碳納米管復合材料的制備方法。

本發明的技術方案在于：

聚氨酯-碳納米管復合材料的制備方法，包括如下步驟：

（1）多臂碳納米管的預處理：

將多臂碳納米管于27~30℃在濃硝酸中浸泡6h，超聲分散；冷卻到室溫后，離心分離5~8min，烘干備用；

（2）聚氨酯-碳納米管復合材料的制備：

稱取聚乙二醇和異佛爾酮二異氰酸酯，加入作催化劑，55~60℃條件下反應3h后加入2',2-雙羥甲基丙酸，升至65~70℃超聲反應2~3h；隨后加入甲基丙烯酸羥乙酯和碳納米管，超聲分散4h，得到共混型聚氨酯-碳納米管復合材料；

將共混型聚氨酯-碳納米管復合材料超聲均勻分散后，加入偶氮二異丁腈，攪拌均勻后真空抽氣，于模具中澆注固化成型，制成聚氨酯-碳納米管復合材料。

所述的聚乙二醇和異佛爾酮二異氰酸酯的摩爾比為1∶1。

所述的催化劑為摩爾分數為4%的二月桂酸二丁基錫。

所述的多臂碳納米管的預處理過程中，超聲分散的溫度為50~60℃，超聲分散時間22~24h。

所述的離心分離的轉速為3800~4000r/min。

本發明的技術效果在于：

本發明制成的聚氨酯-碳納米管復合材料的斷裂伸長率增大，而拉伸強度和沖擊強度增加；聚氨酯-碳納米管復合材料的抗靜電性能得到改善，保溫性能無明顯降低，是較為理想的室內設計材料。

具體實施方式

聚氨酯-碳納米管復合材料的制備方法，包括如下步驟：

實施例1

（1）多臂碳納米管的預處理：

將多臂碳納米管于27℃在濃硝酸中浸泡6h，超聲分散；冷卻到室溫后，離心分離5min，烘干備用；

（2）聚氨酯-碳納米管復合材料的制備：

稱取聚乙二醇和異佛爾酮二異氰酸酯，加入作催化劑，55℃條件下反應3h后加入2',2-雙羥甲基丙酸，升至65℃超聲反應2h；隨后加入甲基丙烯酸羥乙酯和碳納米管，超聲分散4h，得到共混型聚氨酯-碳納米管復合材料；

將共混型聚氨酯-碳納米管復合材料超聲均勻分散后，加入偶氮二異丁腈，攪拌均勻后真空抽氣，于模具中澆注固化成型，制成聚氨酯-碳納米管復合材料。

其中，所述的聚乙二醇和異佛爾酮二異氰酸酯的摩爾比為1∶1。所述的催化劑為摩爾分數為4%的二月桂酸二丁基錫。所述的多臂碳納米管的預處理過程中，超聲分散的溫度為50℃，超聲分散時間22h。所述的離心分離的轉速為3800r/min。

實施例2

（1）多臂碳納米管的預處理：

將多臂碳納米管于30℃在濃硝酸中浸泡6h，超聲分散；冷卻到室溫后，離心分離8min，烘干備用；

（2）聚氨酯-碳納米管復合材料的制備：

稱取聚乙二醇和異佛爾酮二異氰酸酯，加入作催化劑， 60℃條件下反應3h后加入2',2-雙羥甲基丙酸，升至70℃超聲反應3h；隨后加入甲基丙烯酸羥乙酯和碳納米管，超聲分散4h，得到共混型聚氨酯-碳納米管復合材料；

將共混型聚氨酯-碳納米管復合材料超聲均勻分散后，加入偶氮二異丁腈，攪拌均勻后真空抽氣，于模具中澆注固化成型，制成聚氨酯-碳納米管復合材料。

其中，所述的聚乙二醇和異佛爾酮二異氰酸酯的摩爾比為1∶1。所述的催化劑為摩爾分數為4%的二月桂酸二丁基錫。所述的多臂碳納米管的預處理過程中，超聲分散的溫度為60℃，超聲分散時間24h。所述的離心分離的轉速為4000r/min。