CN106554479A - 一种聚氨酯泡沫和一种改性石墨稀及其它们的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种聚氨酯泡沫和一种改性石墨烯及其它们的制备方法，属于包装材料领域。这种聚氨酯泡沫由白料和黑料混合发泡制备而成，白料的原料包括改性石墨稀，改性石墨稀的制备方法包括：将氧化石墨稀与泡沫稳定剂进行反应后，再与还原剂混合反应；其中，泡沫稳定剂为聚硅氧烷‑聚氧化烯烃共聚物。这种聚氨酯泡沫的制备方法包括：制备改性石墨稀；将原料中的组分按重量份数混合，制得白料；将白料与等质量的黑料混合发泡。这种聚氨酯泡沫通过将石墨烯牢固的连接在聚氨酯的分子主链上，使得该聚氨酯泡沫的强度和缓冲性能更佳。

Description

一种聚氨酯泡沫和一种改性石墨稀及其它们的制备方法
技术领域
本发明涉及包装材料领域，具体而言，涉及一种聚氨酯泡沫和一种改性石墨稀及其它们的制备方法。
背景技术
石墨烯是单层碳原子通过sp2杂化紧密堆积形成的二维蜂窝状晶格结构的一种新炭材料，也是构建其它维度碳质材料的基本单元，比如构件零维富勒烯、一维碳纳米管和三维石墨。由于石墨烯的这种独特结构，使它具有各种优异的性能，被认为是现有材料中最坚硬、最有韧性(模量约1100GPa，断裂强度约130GPa)的材料，通过加入少量石墨烯就能大幅提高材料的力学强度，因此被广泛应用在材料的增强改性方面。
然而，由于石墨烯属于无机碳材料，且拥有超高的比表面积(2630m2/g)，相互之间极易团聚，很难均匀分散在溶剂和高分子材料中，导致石墨烯的应用受到很大的限制。而目前，聚氨酯泡沫的强度低，缓冲能力差，使用不便。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有改性石墨烯的聚氨酯泡沫及其制备方法，该方法将石墨烯牢固的连接在聚氨酯的分子主链上，使得该聚氨酯泡沫具有更好的机械性能，同时不需要外加改性剂，成本较低廉。
本发明的另一目的在于提供一种改性石墨烯及其制备方法，该方法利用聚氨酯泡沫原料中泡沫稳定剂独特的结构对氧化石墨烯进行改性，制得的改性石墨烯不易团聚，能够均匀的分散在溶剂或高分子材料中，使得石墨稀的应用不再受分散性的限制。
为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：
一种具有改性石墨稀的聚氨酯泡沫，聚氨酯泡沫由白料和黑料混合发泡制备而成，白料的原料包括改性石墨稀，改性石墨稀的制备方法包括：将氧化石墨稀与泡沫稳定剂进行反应后，再与还原剂混合反应；其中，泡沫稳定剂为聚硅氧烷-聚氧化烯烃共聚物。
一种具有改性石墨烯的聚氨酯泡沫的制备方法，其包括：
制备改性石墨稀；
将原料中的组分按重量份数混合，制得白料；
将白料与等质量的黑料混合发泡。
一种改性石墨烯的制备方法，其包括：将氧化石墨稀与泡沫稳定剂进行反应后，再与还原剂混合反应；其中，泡沫稳定剂为聚硅氧烷-聚氧化烯烃共聚物，所述聚硅氧烷-聚氧化烯烃共聚物的基本结构单元为：
其中，R为烷基、芳基、氢、羟基、烷氧基、乙酰氧基、碳官能基和聚醚链中的一种或多种。
一种通过上述方法制备的改性石墨稀。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
这种具有改性石墨烯的聚氨酯泡沫，利用聚氨酯泡沫原料中泡沫稳定剂独特的结构对氧化石墨烯进行改性，泡沫稳定剂分子中的氧基与氧化石墨稀表面的大量羟基反应，生成活性氢，利用该活性氢与黑料中异氰酸酯基之间形成稳定的化学键，将石墨烯牢固的连接在聚氨酯的分子主链上，不会出现石墨烯分散不均匀现象；而石墨烯优异的力学强度也能大幅提升聚氨酯泡沫的性能，使得聚氨酯泡沫具有更好的机械性能，比如强度高、缓冲能力强等，同时不需要外加改性剂，成本较低廉。
这种改性石墨稀，通过利用其分子结构中的活性氢与其他基团之间的化学反应，即可实现石墨烯与其它材料之间形成稳定的化学键，从而解决石墨稀易团聚、难分散的问题。采用这种方法制备的改性石墨烯能够均匀的分散在溶剂或高分子材料中，使得石墨稀的应用不再受分散性的限制。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
现有技术中，高分子材料应用中石墨烯改性的方法，都是先对石墨烯进行表面改性，然后将改性的石墨烯填充到中，由于二者之间只存在相互作用力，而无法将石墨烯通过化学键的形式连接在分子主链上，造成石墨烯在高分子材料基体中分散不均匀，无法形成均相体系，达不到增强改性的效果。
本实施方式提供一种具有改性石墨稀的聚氨酯泡沫，聚氨酯泡沫由白料和黑料混合发泡制备而成，白料的原料包括改性石墨稀，改性石墨稀的制备方法包括：将氧化石墨稀与泡沫稳定剂进行反应后，再与还原剂混合反应；其中，泡沫稳定剂为聚硅氧烷-聚氧化烯烃共聚物。
在本发明较佳的实施例中，聚硅氧烷-聚氧化烯烃共聚物的基本结构单元为：
其中，R为烷基、芳基、氢、羟基、烷氧基、乙酰氧基、碳官能基和聚醚链中的一种或多种。
聚硅氧烷-聚氧化烯烃共聚物具有非水解性，活性高，这种结构的泡沫稳定剂，结构多样，常常作为生产聚氨酯泡沫的原料。采用这种结构的泡沫稳定剂来制备的改性石墨稀，可以用来制备高强度的聚氨酯泡沫。
这种具有改性石墨烯的聚氨酯泡沫，利用聚氨酯泡沫原料中泡沫稳定剂独特的结构对氧化石墨烯进行改性，泡沫稳定剂分子中的氧基与氧化石墨稀表面的大量羟基反应，生成活性氢，利用该活性氢与黑料中异氰酸酯基之间形成稳定的化学键，将石墨烯牢固的连接在聚氨酯的分子主链上，不会出现石墨烯分散不均匀现象；而石墨烯优异的力学强度也能大幅提升聚氨酯泡沫的性能，使得聚氨酯泡沫具有更好的机械性能，比如强度高、缓冲能力强等，同时不需要外加改性剂，成本较低廉。这种聚氨酯泡沫可优选地作为包装泡沫使用。
在本发明较佳的实施例中，改性石墨稀的制备方法为：将氧化石墨稀与泡沫稳定剂混合并于30-50℃下搅拌反应4-6h，过滤洗涤后再与还原剂混合并于70-90℃下搅拌反应6-8h，得到改性石墨稀。
由这种方法制备的改性石墨稀，通过利用分子结构中的活性氢与其他基团之间的化学反应，即可实现石墨烯与其它材料之间形成稳定的化学键，从而解决石墨稀易团聚、难分散的问题。采用这种方法制备的改性石墨烯能够均匀的分散在溶剂或高分子材料中，使得石墨稀的应用不再受分散性的限制。
在这一制备方法中，采用还原剂将改性后的氧化石墨稀还原成石墨稀，为了使还原反应进行的充分，在本发明较佳的实施例中，上述还原剂为水合肼、氨水、硼氢化钠和有机胺中的一种或多种。优选地，还原剂为水合肼。水合肼又称水合联氨，是一种高效的还原剂。
进一步地，改性石墨稀的制备方法为：将氧化石墨稀分散于水和醇的混合溶液中，再与泡沫稳定剂混合并于30-50℃下搅拌反应4-6h，过滤洗涤后将所得固体分散于水中，随后再与还原剂混合并于70-90℃下搅拌反应6-8h，洗涤干燥，得到改性石墨稀。
在本发明较佳的实施例中，水和醇的混合溶液中水与醇的体积比为1：1～4；进一步的，混合溶液中的醇为甲醇、乙醇、异丙醇、正丁醇等中的一种或几种。这种混合溶液的极性适中，能够使氧化石墨稀比较容易的分散开。
在本发明较佳的实施例中，在上述制备方法中，按重量份数计，参加反应的氧化石墨稀为3-5份、泡沫稳定剂为1-2份、以及还原剂为0.5-1.5份。采用这种重量配比进行反应，有利于得到性能优异的改性石墨稀。
在本发明较佳的实施例中，白料的原料按重量份数计包括：改性石墨烯1-3份、第一聚醚多元醇60-80份、第二聚醚多元醇20-40份、水8-14份、发泡催化剂0.8-1.2份、凝胶催化剂0.4-0.6份、表面活性剂3-5份、及硅油稳泡剂0.2-0.4份。
优选地，白料的原料按重量份数计包括：改性石墨烯1-2份、第一聚醚多元醇65-75份、第二聚醚多元醇25-35份、水10-12份、发泡催化剂1.0-1.2份、凝胶催化剂0.5-0.6份、表面活性剂3-4份、及硅油稳泡剂0.2-0.3份。
第一聚醚多元醇为羟值33-37mg KOH/g的聚醚多元醇，进一步优选地，第一聚醚多元醇为羟值34-36mg KOH/g的聚醚多元醇。羟值，指1g样品中的羟基所相当的氢氧化钾的毫克数。在本发明较佳的实施例中，第一聚醚多元醇为聚醚多元醇330N或聚醚多元醇3600。
第二聚醚多元醇为羟值为330-470mg KOH/g的聚醚多元醇。进一步优选地，第二聚醚多元醇为羟值为380-420mg KOH/g的聚醚多元醇，更为优选的，第二聚醚多元醇为羟值为400mg KOH/g的聚醚多元醇。在本发明较佳的实施例中，第二聚醚多元醇通过以蔗糖为起始剂，以环氧丙烷和/或环氧乙烷为聚合单体聚合得到，第二聚醚多元醇在20-30℃下的粘度为500-2500mPa·s，更为优选的，第二聚醚多元醇在25℃下的粘度为800-2000mPa·s。
在本发明较佳的实施例中，发泡催化剂为双(二甲氨基乙基)醚。双(二甲氨基乙基)醚是重要的胺类催化剂之一。双(二甲氨基乙基)醚对发泡反应有极高催化活性和选择性，纯品活性很高。
在本发明较佳的实施例中，凝胶催化剂为三乙烯二胺。三乙烯二胺广泛用于聚氨酯泡沫的加工中，是聚合物的起使剂，具有很高的催化活性。
在本发明较佳的实施例中，表面活性剂为失水山梨醇脂肪酸酯、聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯、壬基酚聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚中的一种或几种。
在本发明较佳的实施例中，黑料为多亚甲基多苯基多异氰酸酯。多亚甲基多苯基多异氰酸酯，简称PAPI，其结构中具有数个异氰酸酯基，能够与改性石墨烯结构的活性氢反应形成稳定的化学键。PAPI的毒性低，有利于加工制备聚氨酯泡沫。
本实施方式还提供一种上述具有改性石墨烯的聚氨酯泡沫的制备方法，其包括：
(1)制备改性石墨稀；
(2)将原料中的组分按重量份数混合，制得白料；
(3)将白料与等质量的黑料混合发泡。
这种具有改性石墨烯的聚氨酯泡沫的制备方法，工艺简单，容易控制，生产成本低。通过改性石墨烯结构的活性氢与黑料中异氰酸酯基之间形成稳定的化学键，将石墨烯牢固的连接在聚氨酯的分子主链上，不会出现石墨烯分散不均匀现象；而石墨烯优异的力学强度也能大幅提升聚氨酯泡沫的性能，使得聚氨酯泡沫具有更好的机械性能，比如强度高、缓冲抗冲击性能好、不易变形，同时不需要外加改性剂，成本较低廉。
本实施方式还提供一种改性石墨烯的制备方法，其包括：将氧化石墨稀与泡沫稳定剂进行反应后，再与还原剂混合反应；其中，泡沫稳定剂为聚硅氧烷-聚氧化烯烃共聚物，聚硅氧烷-聚氧化烯烃共聚物的基本结构单元为：
其中，R为烷基、芳基、氢、羟基、烷氧基、乙酰氧基、碳官能基和聚醚链中的一种或多种。
这种改性石墨稀，通过利用分子结构中的活性氢与其他基团之间的化学反应，即可实现石墨烯与其它材料之间形成稳定的化学键，从而解决石墨稀易团聚、难分散的问题。这种制备方法简单快捷，反应条件温和，容易控制，且无需添加催化剂或进行多步反应。采用这种方法制备的改性石墨烯在有机溶剂或高分子材料中有较佳的分散性，适于制备石墨稀/聚合物复合材料，具有极其广阔的应用前景。
本实施方式还提供一种由上述方法制备的改性石墨稀。这种改性石墨烯能够均匀的分散在溶剂或高分子材料中，使得石墨稀的应用不再受分散性的限制。
以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述：
实施例1
本实施例提供一种改性石墨烯，这种改性石墨稀的制备方法为：
将3份氧化石墨稀超声分散于150份水和乙醇的混合溶液中(水与乙醇的体积比为1：2)，再与1份泡沫稳定剂混合并于50℃下搅拌反应4h，过滤洗涤后将所得固体分散于100份水中，随后再与0.5份硼氢化钠混合并于70℃下搅拌反应8h，用醇和去离子水洗涤至滤液呈中性，真空干燥后得到改性石墨稀。
实施例2
本实施例提供一种改性石墨烯，这种改性石墨稀的制备方法为：
将4份的氧化石墨稀分散于200份水和甲醇的混合溶液中(水与乙醇的体积比为1：1)，再与1.5份的聚硅氧烷-聚氧化烯烃共聚物混合并于30℃下搅拌反应6h，过滤洗涤后将所得固体分散于90份水中，随后再与1份水合肼混合并于80℃下搅拌反应7h，用醇和去离子水洗涤至滤液呈中性，真空干燥后得到改性石墨稀。
实施例3
将5份的氧化石墨稀分散于250份水和正丁醇的混合溶液中(水与正丁醇的体积比为1：4)，再与2份的聚硅氧烷-聚氧化烯烃共聚物混合并于50℃下搅拌反应5h，过滤洗涤后将所得固体分散于120份水中，随后再与1.5份有机胺混合并于90℃下搅拌反应6h，用醇和去离子水洗涤至滤液呈中性，真空干燥后得到改性石墨稀。
实施例4
本实施例提供一种具有改性石墨烯的聚氨酯泡沫，聚氨酯泡沫由等质量的白料和黑料混合发泡制备而成，白料的原料按重量份数计包括：
改性石墨烯1份、第一聚醚多元醇80份、第二聚醚多元醇20份、水8份、发泡催化剂0.8份、凝胶催化剂0.6份、表面活性剂3份、及硅油稳泡剂0.4份；
其中，改性石墨烯的制备方法与实施例1基本一致；
第一聚醚多元醇为羟值33mg KOH/g的聚醚多元醇；
第二聚醚多元醇为羟值为470mg KOH/g的聚醚多元醇。
这种具有改性石墨烯的聚氨酯泡沫的制备方法为：
S1:按照实施例2中的方法制备改性石墨稀；
S2:将上述原料中的组分按重量份数混合，制得白料；
S3:将白料与等质量的黑料混合发泡，其中黑料为多亚甲基多苯基多异氰酸酯。
实施例5
本实施例提供一种具有改性石墨烯的聚氨酯泡沫，聚氨酯泡沫由等质量的白料和黑料混合发泡制备而成，白料的原料按重量份数计包括：
改性石墨烯1份、第一聚醚多元醇75份、第二聚醚多元醇25份、水12份、双(二甲氨基乙基)醚1.0份、三乙烯二胺0.6份、聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯3份、及硅油稳泡剂0.3份。
其中，改性石墨烯的制备方法与实施例2基本一致；
第一聚醚多元醇为羟值37mg KOH/g的聚醚多元醇；
第二聚醚多元醇为羟值为330mg KOH/g的聚醚多元醇。
这种具有改性石墨烯的聚氨酯泡沫的制备方法与实施例4基本一致。
实施例6
本实施例提供一种具有改性石墨烯的聚氨酯泡沫，聚氨酯泡沫由等质量的白料和黑料混合发泡制备而成，白料的原料按重量份数计包括：
改性石墨烯2份、第一聚醚多元醇70份、第二聚醚多元醇30份、水11份、双(二甲氨基乙基)醚1份、三乙烯二胺0.5份、失水山梨醇脂肪酸酯4份、及硅油稳泡剂0.3份。
其中，改性石墨烯的制备方法与实施例2基本一致；
第一聚醚多元醇为羟值35mg KOH/g的聚醚多元醇；
第二聚醚多元醇为羟值为400mg KOH/g的聚醚多元醇，第二聚醚多元醇在25℃下的粘度为1500mPa·s。
这种具有改性石墨烯的聚氨酯泡沫的制备方法与实施例4基本一致。
实施例7
本实施例提供一种具有改性石墨烯的聚氨酯泡沫，聚氨酯泡沫由等质量的白料和黑料混合发泡制备而成，白料的原料按重量份数计包括：
改性石墨烯2份、第一聚醚多元醇65份、第二聚醚多元醇35份、水10份、双(二甲氨基乙基)醚1.2份、三乙烯二胺0.5份、壬基酚聚氧乙烯醚4份、及硅油稳泡剂0.2份。
其中，改性石墨烯的制备方法与实施例2基本一致；
第一聚醚多元醇为聚醚多元醇330N；
第二聚醚多元醇为羟值为400mg KOH/g的聚醚多元醇，第二聚醚多元醇在25℃下的粘度为500mPa·s。第二聚醚多元醇是通过以蔗糖为起始剂，以环氧丙烷和/或环氧乙烷为聚合单体聚合得到的。
这种具有改性石墨烯的聚氨酯泡沫的制备方法与实施例4基本一致。
实施例8
本实施例提供一种具有改性石墨烯的聚氨酯泡沫，聚氨酯泡沫由等质量的白料和黑料混合发泡制备而成，白料的原料按重量份数计包括：
改性石墨烯3份、第一聚醚多元醇60份、第二聚醚多元醇40份、水14份、双(二甲氨基乙基)醚1.2份、三乙烯二胺0.4份、烷基酚聚氧乙烯醚5份、及硅油稳泡剂0.2份；
其中，改性石墨烯的制备方法与实施例3基本一致；
第一聚醚多元醇为聚醚多元醇3600；
第二聚醚多元醇为羟值为羟值为400mg KOH/g的聚醚多元醇，第二聚醚多元醇在25℃下的粘度为2500mPa·s。第二聚醚多元醇是通过以蔗糖为起始剂，以环氧丙烷和/或环氧乙烷为聚合单体聚合得到的。
这种具有改性石墨烯的聚氨酯泡沫的制备方法与实施例4基本一致。
对比例1
本对比例提供一种聚氨酯泡沫，该聚氨酯泡沫由等质量的白料和黑料混合发泡制备而成，白料的原料按重量份数计包括：
第一聚醚多元醇70份、第二聚醚多元醇30份、水11份、双(二甲氨基乙基)醚1份、三乙烯二胺0.5份、失水山梨醇脂肪酸酯4份、及硅油稳泡剂2.3份。
这种聚氨酯泡沫的制备方法与实施例4基本一致。
对比例2
本对比例提供一种聚氨酯泡沫，该聚氨酯泡沫由等质量的白料和黑料混合发泡制备而成，白料的原料以及该聚氨酯泡沫的制备方法与实施例6一致，不同之处在于：
改性石墨稀的制备方法为：
按石墨稀与亚硫酰氯重量比为4：100，称取石墨稀和亚硫酰氯，加入反应容器中混合后，70℃下搅拌反应30h，反应结束后，减压蒸馏除去过量亚硫酰氯，得到氯化的石墨稀，再加入20重量份的乙二醇，在100℃下反应60h，离心分离，并依次用四氢呋喃和二氯甲烷洗涤两次，真空干燥，得到改性石墨稀。
实验例
下面结合实验数据对本发明实施例提供的具有改性石墨烯的聚氨酯泡沫的性能进行评价。
采用万能试验机测试实施例4-8及对比例1和2中聚氨酯泡沫的压缩强度，并通过质量与体积的比值计算聚氨酯泡沫的密度，所得数据如表1所示：
表1聚氨酯泡沫的性能参数
密度(kg/m3) 压缩强度(MPa)
实施例4 19.94 2.85
实施例5 19.81 2.73
实施例6 20.23 3.09
实施例7 20.18 3.04
实施例8 20.01 2.88
对比例1 20.13 2.24
对比例2 19.87 2.31
由表1可知：
对比例1与实施例4-8最大的不同之处在于：白料的原料中没有添加改性石墨稀。由表1可知，对比例1的聚氨酯泡沫的泡沫密度为20.13kg/m3，压缩强度为2.24MPa，而实施例4-8中的具有改性石墨烯的聚氨酯泡沫的泡沫密度为19.94-20.23kg/m3、压缩强度为2.73-3.09MPa，以实施例6为最佳(泡沫密度为20.23kg/m3、压缩强度为3.09MPa)。由此说明，改性石墨稀的加入能够在不影响聚氨酯泡沫的泡沫密度的前提下，有效提高聚氨酯泡沫的力学性能，增大其压缩强度。
对比例2与实施例4-8最大的不同之处在于：改性石墨稀的制备方法。由表1可知，对比例2的聚氨酯泡沫的泡沫密度为19.87kg/m3，压缩强度为2.31MPa，而实施例4-8中的具有改性石墨烯的聚氨酯泡沫的泡沫密度为19.94-20.23kg/m3、压缩强度为2.73-3.09MPa。通过对比可知，本发明实施例4-8的聚氨酯泡沫的泡沫密度与对比例2相差较小，而压缩强度则大于对比例2的聚氨酯泡沫，这说明本发明制备的改性石墨稀的性能优于对比例2中的改性石墨稀，实施例4-8中的聚氨酯泡沫的压缩强度较大的原因是：本发明制备的改性石墨稀能够与异氰酸酯基形成较稳定的化学键，使得石墨稀形成均相体系，从而提高聚氨酯泡沫的力学性能；而对比例2中的改性石墨稀是通过简单的物理作用与材料结合的，分散性不好，从而导致聚氨酯泡沫的性能改善不佳。
尽管已用具体实施例来说明和描述了本发明，然而应意识到，在不背离本发明的精神和范围的情况下可以作出许多其它的更改和修改。因此，这意味着在所附权利要求中包括属于本发明范围内的所有这些变化和修改。

Claims (10)

1.一种具有改性石墨稀的聚氨酯泡沫，所述聚氨酯泡沫由白料和黑料混合发泡制备而成，其特征在于，所述白料的原料包括改性石墨稀，所述改性石墨稀的制备方法包括：将氧化石墨稀与泡沫稳定剂进行反应后，再与还原剂混合反应；其中，所述泡沫稳定剂为聚硅氧烷-聚氧化烯烃共聚物。
2.根据权利要求1所述的具有改性石墨稀的聚氨酯泡沫，其特征在于，所述改性石墨稀的制备方法为：将所述氧化石墨稀与所述泡沫稳定剂混合并于30-50℃下搅拌反应4-6h，过滤洗涤后再与还原剂混合并于70-90℃下搅拌反应6-8h，得到改性石墨稀。
3.根据权利要求1所述的具有改性石墨稀的聚氨酯泡沫，其特征在于，所述还原剂为水合肼、氨水、硼氢化钠和有机胺中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的具有改性石墨稀的聚氨酯泡沫，其特征在于，所述白料的所述原料按重量份数计包括：
所述改性石墨烯1-3份、第一聚醚多元醇60-80份、第二聚醚多元醇20-40份、水8-14份、发泡催化剂0.8-1.2份、凝胶催化剂0.4-0.6份、表面活性剂3-5份、及硅油稳泡剂0.2-0.4份；
所述第一聚醚多元醇为羟值33-37mg KOH/g的聚醚多元醇；
所述第二聚醚多元醇为羟值为330-470mg KOH/g的聚醚多元醇。
5.根据权利要求4所述的具有改性石墨稀的聚氨酯泡沫，其特征在于，所述第一聚醚多元醇为聚醚多元醇330N或聚醚多元醇3600。
6.根据权利要求4所述的具有改性石墨稀的聚氨酯泡沫，其特征在于，所述第二聚醚多元醇通过以蔗糖为起始剂，以环氧丙烷和/或环氧乙烷为聚合单体聚合得到。
7.根据权利要求1所述的具有改性石墨稀的聚氨酯泡沫，其特征在于，所述黑料为多亚甲基多苯基多异氰酸酯。
8.一种根据权利要求1-7中任一项所述的具有改性石墨稀的聚氨酯泡沫的制备方法，其特征在于，其包括：
制备所述改性石墨稀；
将所述原料中的组分按重量份数混合，制得所述白料；
将所述白料与等质量的所述黑料混合发泡。
9.一种改性石墨烯的制备方法，其特征在于，其包括：将氧化石墨稀与泡沫稳定剂进行反应后，再与还原剂混合反应；其中，所述泡沫稳定剂为聚硅氧烷-聚氧化烯烃共聚物，所述聚硅氧烷-聚氧化烯烃共聚物的基本结构单元为：
其中，R为烷基、芳基、氢、羟基、烷氧基、乙酰氧基、碳官能基和聚醚链中的一种或多种。
10.一种通过权利要求9所述的改性石墨烯的制备方法制备的改性石墨稀。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107022056A (zh) * 2017-05-12 2017-08-08 湖北大学 一种还原氧化石墨烯/聚氨酯纳米复合泡沫及其制备方法和应用
CN110105523A (zh) * 2019-04-22 2019-08-09 朱晶晶 基于生物质原料的防火保温板用聚氨酯泡沫及其加工工艺
CN110204675A (zh) * 2019-05-05 2019-09-06 北京航天试验技术研究所 一种用于制作定位垫的组合物及制作定位垫的方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140087263A (ko) * 2012-12-28 2014-07-09 재단법인 포항산업과학연구원 그래핀 강화 복합재료의 제조 방법 및 장치
CN104419286A (zh) * 2013-09-02 2015-03-18 天津安品有机硅材料有限公司 一种球型石墨涂料及其制备方法
CN104844781A (zh) * 2015-05-29 2015-08-19 杨秀莲 一种石墨烯化学改性硬质聚氨酯泡沫
CN105524246A (zh) * 2016-01-13 2016-04-27 中南民族大学 无卤阻燃生物基聚氨酯硬质泡沫塑料及其制备方法
CN105778571A (zh) * 2014-12-24 2016-07-20 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 一种石墨烯复合浆料及其制备方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140087263A (ko) * 2012-12-28 2014-07-09 재단법인 포항산업과학연구원 그래핀 강화 복합재료의 제조 방법 및 장치
CN104419286A (zh) * 2013-09-02 2015-03-18 天津安品有机硅材料有限公司 一种球型石墨涂料及其制备方法
CN105778571A (zh) * 2014-12-24 2016-07-20 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 一种石墨烯复合浆料及其制备方法
CN104844781A (zh) * 2015-05-29 2015-08-19 杨秀莲 一种石墨烯化学改性硬质聚氨酯泡沫
CN105524246A (zh) * 2016-01-13 2016-04-27 中南民族大学 无卤阻燃生物基聚氨酯硬质泡沫塑料及其制备方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
DINGXIANG YAN等: "Enhanced mechanical and thermal properties of rigid polyurethane foam composites containing graphene nanosheets and carbon nanotubes", 《POLYMER INTERNATIONAL》 *
章耀武: "《医用基础化学》", 31 May 2012, 人民军医出版社 *
鲍铮等: "硬质聚氨酯泡沫压缩性能增强研究进展", 《工程塑料应用》 *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107022056A (zh) * 2017-05-12 2017-08-08 湖北大学 一种还原氧化石墨烯/聚氨酯纳米复合泡沫及其制备方法和应用
CN110105523A (zh) * 2019-04-22 2019-08-09 朱晶晶 基于生物质原料的防火保温板用聚氨酯泡沫及其加工工艺
CN111704706A (zh) * 2019-04-22 2020-09-25 朱晶晶 防火保温板用聚氨酯泡沫的加工工艺
CN111704707A (zh) * 2019-04-22 2020-09-25 朱晶晶 基于生物质原料的防火保温板用聚氨酯泡沫的加工工艺
CN110204675A (zh) * 2019-05-05 2019-09-06 北京航天试验技术研究所 一种用于制作定位垫的组合物及制作定位垫的方法

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