CN116948131B - 一种聚氨酯弹性体的制备方法 - Google Patents
一种聚氨酯弹性体的制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116948131B CN116948131B CN202310933127.8A CN202310933127A CN116948131B CN 116948131 B CN116948131 B CN 116948131B CN 202310933127 A CN202310933127 A CN 202310933127A CN 116948131 B CN116948131 B CN 116948131B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- filler
- graphite
- graphene
- ether glycol
- ultrasonic
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 229920003225 polyurethane elastomer Polymers 0.000 title claims abstract description 28
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 19
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 122
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 102
- WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N hydroxyacetaldehyde Natural products OCC=O WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 61
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims abstract description 53
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 43
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 28
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 28
- 125000005442 diisocyanate group Chemical group 0.000 claims abstract description 16
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 14
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000004970 Chain extender Substances 0.000 claims abstract description 8
- 238000007711 solidification Methods 0.000 claims abstract description 6
- 230000008023 solidification Effects 0.000 claims abstract description 6
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 181
- 229910021389 graphene Inorganic materials 0.000 claims description 89
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims description 60
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims description 60
- 239000000047 product Substances 0.000 claims description 49
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims description 42
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 28
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 27
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 27
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 24
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 24
- 238000009210 therapy by ultrasound Methods 0.000 claims description 24
- 239000000741 silica gel Substances 0.000 claims description 21
- 229910002027 silica gel Inorganic materials 0.000 claims description 21
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 19
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 238000010306 acid treatment Methods 0.000 claims description 9
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 claims description 9
- 238000007865 diluting Methods 0.000 claims description 9
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 9
- 229960002089 ferrous chloride Drugs 0.000 claims description 9
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 9
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 claims description 9
- NMCUIPGRVMDVDB-UHFFFAOYSA-L iron dichloride Chemical compound Cl[Fe]Cl NMCUIPGRVMDVDB-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 9
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 5
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 4
- QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N Copper oxide Chemical compound [Cu]=O QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000005751 Copper oxide Substances 0.000 claims description 3
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 claims description 3
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 3
- 229910000431 copper oxide Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 claims description 3
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 abstract description 12
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 abstract description 12
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 10
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 abstract description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 15
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 13
- WERYXYBDKMZEQL-UHFFFAOYSA-N butane-1,4-diol Chemical compound OCCCCO WERYXYBDKMZEQL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 229920000909 polytetrahydrofuran Polymers 0.000 description 12
- CHDFNIZLAAFFPX-UHFFFAOYSA-N ethoxyethane;oxolane Chemical compound CCOCC.C1CCOC1 CHDFNIZLAAFFPX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- SBJCUZQNHOLYMD-UHFFFAOYSA-N 1,5-Naphthalene diisocyanate Chemical compound C1=CC=C2C(N=C=O)=CC=CC2=C1N=C=O SBJCUZQNHOLYMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- WUKNPIYSKBLCQI-UHFFFAOYSA-N CC(C=C1)=CC=C1C1=CC=C(C)C=C1.N=C=O.N=C=O Chemical compound CC(C=C1)=CC=C1C1=CC=C(C)C=C1.N=C=O.N=C=O WUKNPIYSKBLCQI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 6
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 6
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 6
- DVKJHBMWWAPEIU-UHFFFAOYSA-N toluene 2,4-diisocyanate Chemical compound CC1=CC=C(N=C=O)C=C1N=C=O DVKJHBMWWAPEIU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 3
- 210000002381 plasma Anatomy 0.000 description 3
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 3
- IBOFVQJTBBUKMU-UHFFFAOYSA-N 4,4'-methylene-bis-(2-chloroaniline) Chemical compound C1=C(Cl)C(N)=CC=C1CC1=CC=C(N)C(Cl)=C1 IBOFVQJTBBUKMU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241001112258 Moca Species 0.000 description 2
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 238000001878 scanning electron micrograph Methods 0.000 description 2
- 101100518501 Mus musculus Spp1 gene Proteins 0.000 description 1
- 239000004721 Polyphenylene oxide Substances 0.000 description 1
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 description 1
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 238000010835 comparative analysis Methods 0.000 description 1
- GVGUFUZHNYFZLC-UHFFFAOYSA-N dodecyl benzenesulfonate;sodium Chemical compound [Na].CCCCCCCCCCCCOS(=O)(=O)C1=CC=CC=C1 GVGUFUZHNYFZLC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000012948 isocyanate Substances 0.000 description 1
- 150000002513 isocyanates Chemical class 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 238000009832 plasma treatment Methods 0.000 description 1
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 1
- 229920000570 polyether Polymers 0.000 description 1
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 1
- 238000007781 pre-processing Methods 0.000 description 1
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 1
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 1
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 1
- 229940080264 sodium dodecylbenzenesulfonate Drugs 0.000 description 1
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
- C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
- C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
- C08G18/65—Low-molecular-weight compounds having active hydrogen with high-molecular-weight compounds having active hydrogen
- C08G18/66—Compounds of groups C08G18/42, C08G18/48, or C08G18/52
- C08G18/6666—Compounds of group C08G18/48 or C08G18/52
- C08G18/667—Compounds of group C08G18/48 or C08G18/52 with compounds of group C08G18/32 or polyamines of C08G18/38
- C08G18/6674—Compounds of group C08G18/48 or C08G18/52 with compounds of group C08G18/32 or polyamines of C08G18/38 with compounds of group C08G18/3203
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
- C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
- C08G18/08—Processes
- C08G18/10—Prepolymer processes involving reaction of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen in a first reaction step
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
- C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
- C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
- C08G18/40—High-molecular-weight compounds
- C08G18/48—Polyethers
- C08G18/4804—Two or more polyethers of different physical or chemical nature
- C08G18/4808—Mixtures of two or more polyetherdiols
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
- C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
- C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
- C08G18/40—High-molecular-weight compounds
- C08G18/48—Polyethers
- C08G18/4854—Polyethers containing oxyalkylene groups having four carbon atoms in the alkylene group
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/02—Elements
- C08K3/04—Carbon
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/02—Elements
- C08K3/04—Carbon
- C08K3/042—Graphene or derivatives, e.g. graphene oxides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/34—Silicon-containing compounds
- C08K3/36—Silica
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K9/00—Use of pretreated ingredients
- C08K9/02—Ingredients treated with inorganic substances
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K2201/00—Specific properties of additives
- C08K2201/011—Nanostructured additives
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Polyurethanes Or Polyureas (AREA)
Abstract
本发明公开了一种聚氨酯弹性体制备方法，属于聚氨酯制备工艺领域。本发明的按照如下方法进行制备：S1、将填料加入到醚二醇中；S2、将制备好的填料醚二醇进行加热并抽真空处理；S3、将抽真空处理后的填料醚二醇水浴降温；S4、将二异氰酸酯加入到降温后的填料醚二醇组合物中，向预聚体混合物中加入纳米粒子；S5、将扩链剂加入到填料预聚体混合物中并分散均匀；S6、将填料预聚体混合物、扩链剂倒入模具中进行固化，固化完成后冷却后脱模；S7、将脱模后的产品放入烘箱中进行熟化。本发明在向预聚体混合物中加入纳米粒子填充填料预聚体中的微观空隙，增加聚氨酯内部的交联点，进而提高材料的强度和韧性，具有改进方案简单，实用性广的优点。
Description
技术领域
本发明属于聚氨酯制备工艺领域，具体地说，涉及一种聚氨酯弹性体的制备方法。
背景技术
聚氨酯弹性体作为一种高分子材料，具有优异的弹性、耐磨、耐热、耐油性等性能，被广泛应用于各个领域。传统的聚氨酯弹性体制备方法通常是将聚酯或聚醚等预聚体与异氰酸酯进行反应，为提高聚氨酯的性能，实验获得了聚氨酯弹性体的改性产品。“赵雨花，亢茂青，王军威. 无机填料改性聚氨酯弹性体性能的研究进展，聚氨酯工业，2022年第37卷第6期”中提到了无机填料改性 PUE 的性能及其研究进展，但是现有的无机改性材料改性效果较为单一，通常需要加入多种无机改性及以达到预期的材料性能。
发明内容
针对现有技术存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种聚氨酯弹性体的制备方法。
为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：
1. 一种聚氨酯弹性体的制备方法，其特征在于，按照如下方法进行制备：
S1、将填料加入到醚二醇中，并分散得到填料醚二醇混合物；
S2、将制备好的填料醚二醇进行加热并抽真空处理；
S3、将抽真空处理后的填料醚二醇水浴降温；
S4、将二异氰酸酯加入到降温后的填料醚二醇组合物中，形成填料预聚体混合物，并向预聚体混合物中加入纳米粒子；
S5、将扩链剂加入到填料预聚体混合物中并分散均匀；
S6、将填料预聚体混合物、扩链剂倒入模具中进行固化，固化完成后冷却后脱模；
S7、将脱模后的产品放入烘箱中进行熟化。
作为本发明的一种优选方案，在步骤S1中具体按照如下步骤进行分散处理：
S101、预处理填料；
S102、配制填料醚二醇分散液；
S103、超声处理：将混合物放入超声设备中。
作为本发明的一种优选方案，步骤S101中填料包括：石墨粉末、石墨烯粉末。
作为本发明的一种优选方案，步骤S101中的填料按照如下步骤进行预处理操作：
S1011、将石墨粉末、石墨烯粉末加入足量水中，用超声波器超声处理30分钟，使其均匀分散；
S1012、将石墨、石墨烯水分散液加入含氢氧化钠的烧杯中，搅拌稀释并在室温下放置2小时，使其脱氧，并生成表面含羟基的石墨、石墨烯；
S1013、脱氧后的石墨、石墨烯水分散液加入含氯化亚铁的烧杯中，搅拌并在室温下放置6小时，使其表面进一步修饰；
S1014、将上述反应产物经过筛网过滤再加入含硫酸的烧杯中，将其进行酸处理，使得其表面进一步修饰，得到表面修饰后的石墨、石墨烯；
S1015、将表面修饰后的石墨、石墨烯进行清洗干燥处理。
作为本发明的一种优选方案，步骤S102中填料醚二醇中还加入有表面活性剂。
作为本发明的一种优选方案，步骤S101中的填料还包括：碳纳米管、纳米氧化铜等纳米材料。
作为本发明的一种优选方案，步骤S3中进行水浴处理的温度具体为45℃。
作为本发明的一种优选方案，所述纳米粒子具体为纳米级硅胶颗粒。
作为本发明的一种优选方案，步骤S6中采用超声辅助加热的方法进行固化操作，将模具放入超声辅助加热器中进行加热，以陶瓷加热元件进行基础加热、以超声波换能器进行辅助加热，并保持110℃的固化温度50分钟。
相比于现有技术，本发明的有益效果为：
1.本发明在向预聚体混合物中加入纳米粒子，提高聚氨酯弹性体的强度和韧性，纳米级硅胶颗粒可以通过填充填料预聚体中的微观空隙，增加聚氨酯内部的交联点，进而提高材料的强度和韧性；同时纳米级硅胶颗粒与聚氨酯基团形成物理交联网络，增强材料的抗撕裂性能和耐切割性能。
2.本发明通过纳米级硅胶颗粒的加入增加填料预聚体的耐磨性，硅胶颗粒可以有效填充聚氨酯体系中的微观缺陷，并抵抗外界摩擦和磨损，从而提高聚氨酯弹性体的耐磨性能。
3.本发明通过纳米级硅胶颗粒的加入提高聚氨酯弹性体的稳定性和耐老化性：纳米级硅胶颗粒可以作为氧化稳定剂，在聚氨酯弹性体中发挥抗氧化和稳定性的作用；同时硅胶颗粒可以吸收和分散有害的紫外线，防止其对聚氨酯材料的破坏，此外，硅胶颗粒还可以抑制氧气对聚氨酯的氧化反应，延缓材料的老化过程。
4. 本发明在固化过程中通过超声波辅助加热装置进行保温固化，提高填料预聚体混合物中纳米粒子的分散均匀性，减少其聚集现象，从而增强产品的力学性能和耐热性能；改善填料预聚体混合物中扩链剂的分散效果，提高其与填料的相容性，增加产品的柔软度和可塑性；加速填料预聚体混合物中的化学反应速率，缩短固化时间，提高生产效率；增强产品的表面质量，减少气泡和缺陷的产生，提高成品率。
附图说明
图1为实施例1中预聚体混合物的SEM图像；
图2为实施例2中预聚体混合物的SEM图像；
图3为实施例4的流程图；
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进一步进行描述。
实施例1
本发明提供一种聚氨酯弹性体的制备方法，按照如下方法进行制备：
分别称取3g石墨粉末以及3g石墨烯粉末放入到20L水中，用超声波器超声处理30分钟，使其均匀分散；将石墨、石墨烯水分散液加入到25L（30%）的氢氧化钠溶液中，搅拌稀释并在室温下放置2小时，使其脱氧，并生成表面含羟基的石墨、石墨烯；脱氧后的石墨、石墨烯水分散液加入含30L（35g/L）的氯化亚铁溶液中，搅拌并在室温下放置6小时，使其表面进一步修饰；将产物通过筛网过滤再加入15L（96%）的硫酸烧中，将其进行酸处理，使得其表面进一步修饰，洗涤干燥后得到表面修饰后的石墨、石墨烯。
称取55g醚二醇（其中分子量2000的聚四氢呋喃醚二醇35g，分子量1000的聚四氢呋喃醚二醇20g，原料选取济南光宇化工有限公司的工业级产品）；将表面修饰后的石墨、石墨烯添加到醚二醇混合液中加热搅拌5分钟，随后放入到超声设备中进行超声处理；超声处理后进行抽真空消泡处理，抽真空后进行水浴降温处理，水浴处理的温度具体为45℃；
称取25g二异氰酸酯（其中1,5-萘二异氰酸酯20g；二甲基联苯二异氰酸酯5g，原料选取江苏博思特化工科技有限公司的工业级产品），将称取的二异氰酸酯加入到醚二醇、石墨、石墨烯中，并且同时加入10g1,4-丁二醇（山东成宇化工有限公司），分散均匀后倒入模具中进行固化1-2小时，固化完成后脱模并放入105-115℃的烘箱中熟化14小时。
实施例2
本发明提供一种聚氨酯弹性体的制备方法，按照如下方法进行制备：
分别称取3g石墨粉末以及3g石墨烯粉末放入到20L水中，用超声波器超声处理30分钟，使其均匀分散；将石墨、石墨烯水分散液加入到25L（30%）的氢氧化钠溶液中，搅拌稀释并在室温下放置2小时，使其脱氧，并生成表面含羟基的石墨、石墨烯；脱氧后的石墨、石墨烯水分散液加入含30L（35g/L）的氯化亚铁溶液中，搅拌并在室温下放置6小时，使其表面进一步修饰；将产物通过筛网过滤再加入15L（96%）的硫酸烧中，将其进行酸处理，使得其表面进一步修饰，洗涤干燥后得到表面修饰后的石墨、石墨烯。
称取55g醚二醇（其中分子量2000的聚四氢呋喃醚二醇35g，分子量1000的聚四氢呋喃醚二醇20g，原料选取济南光宇化工有限公司的工业级产品）；将表面修饰后的石墨、石墨烯添加到醚二醇混合液中加热搅拌5分钟，随后放入到超声设备中进行超声处理；超声处理后进行抽真空消泡处理，抽真空后进行水浴降温处理，水浴处理的温度具体为45℃；
称取25g二异氰酸酯（其中1,5-萘二异氰酸酯20g；二甲基联苯二异氰酸酯5g，原料选取江苏博思特化工科技有限公司的工业级产品），将称取的二异氰酸酯加入到醚二醇、石墨、石墨烯中，并且同时加入3g纳米级硅胶颗粒（粒径10nm，纯度99.9%）、10g1,4-丁二醇（山东成宇化工有限公司），分散均匀后倒入模具中进行固化1-2小时，固化完成后脱模并放入105-115℃的烘箱中熟化14小时。
实施例3
本发明提供一种聚氨酯弹性体的制备方法，按照如下方法进行制备：
分别称取3g石墨粉末以及3g石墨烯粉末放入到20L水中，用超声波器超声处理30分钟，使其均匀分散；将石墨、石墨烯水分散液加入到25L（30%）的氢氧化钠溶液中，搅拌稀释并在室温下放置2小时，使其脱氧，并生成表面含羟基的石墨、石墨烯；脱氧后的石墨、石墨烯水分散液加入含30L（35g/L）的氯化亚铁溶液中，搅拌并在室温下放置6小时，使其表面进一步修饰；将产物通过筛网过滤再加入15L（96%）的硫酸烧中，将其进行酸处理，使得其表面进一步修饰，洗涤干燥后得到表面修饰后的石墨、石墨烯。
称取55g醚二醇（其中分子量2000的聚四氢呋喃醚二醇35g，分子量1000的聚四氢呋喃醚二醇20g，原料选取济南光宇化工有限公司的工业级产品）；将表面修饰后的石墨、石墨烯添加到醚二醇混合液中加热搅拌5分钟，随后放入到超声设备中进行超声处理；超声处理后进行抽真空消泡处理，抽真空后进行水浴降温处理，水浴处理的温度具体为45℃；
称取25g二异氰酸酯（其中1,5-萘二异氰酸酯20g；二甲基联苯二异氰酸酯5g，原料选取江苏博思特化工科技有限公司的工业级产品），将称取的二异氰酸酯加入到醚二醇、石墨、石墨烯中，并且同时加入6g纳米级硅胶颗粒（粒径10nm，纯度99.9%）、10g1,4-丁二醇（山东成宇化工有限公司），分散均匀后倒入模具中进行固化1-2小时，固化完成后脱模并放入105-115℃的烘箱中熟化14小时。
实施例4
本发明提供一种聚氨酯弹性体的制备方法，按照如下方法进行制备：
分别称取3g石墨粉末以及3g石墨烯粉末放入到20L水中，用超声波器超声处理30分钟，使其均匀分散；将石墨、石墨烯水分散液加入到25L（30%）的氢氧化钠溶液中，搅拌稀释并在室温下放置2小时，使其脱氧，并生成表面含羟基的石墨、石墨烯；脱氧后的石墨、石墨烯水分散液加入含30L（35g/L）的氯化亚铁溶液中，搅拌并在室温下放置6小时，使其表面进一步修饰；将产物通过筛网过滤再加入15L（96%）的硫酸烧中，将其进行酸处理，使得其表面进一步修饰，洗涤干燥后得到表面修饰后的石墨、石墨烯。
称取55g醚二醇（其中分子量2000的聚四氢呋喃醚二醇35g，分子量1000的聚四氢呋喃醚二醇20g，原料选取济南光宇化工有限公司的工业级产品）；将表面修饰后的石墨、石墨烯添加到醚二醇混合液中加热搅拌5分钟，随后放入到超声设备中进行超声处理；超声处理后进行抽真空消泡处理，抽真空后进行水浴降温处理，水浴处理的温度具体为45℃；
称取25g二异氰酸酯（其中1,5-萘二异氰酸酯20g；二甲基联苯二异氰酸酯5g，原料选取江苏博思特化工科技有限公司的工业级产品），将称取的二异氰酸酯加入到醚二醇、石墨、石墨烯中，并且同时加入9g纳米级硅胶颗粒（粒径10nm，纯度99.9%）、10g1,4-丁二醇（山东成宇化工有限公司），分散均匀后倒入模具中进行固化1-2小时，固化完成后脱模并放入105-115℃的烘箱中熟化14小时。
实施例5
本发明提供一种聚氨酯弹性体的制备方法，按照如下方法进行制备：
分别称取3g石墨粉末以及3g石墨烯粉末放入到20L水中，用超声波器超声处理30分钟，使其均匀分散；将石墨、石墨烯水分散液加入到25L（30%）的氢氧化钠溶液中，搅拌稀释并在室温下放置2小时，使其脱氧，并生成表面含羟基的石墨、石墨烯；脱氧后的石墨、石墨烯水分散液加入含30L（35g/L）的氯化亚铁溶液中，搅拌并在室温下放置6小时，使其表面进一步修饰；将产物通过筛网过滤再加入15L（96%）的硫酸烧中，将其进行酸处理，使得其表面进一步修饰，洗涤干燥后得到表面修饰后的石墨、石墨烯。
称取55g醚二醇（其中分子量2000的聚四氢呋喃醚二醇35g，分子量1000的聚四氢呋喃醚二醇20g，原料选取济南光宇化工有限公司的工业级产品）；将表面修饰后的石墨、石墨烯添加到醚二醇混合液中加热搅拌5分钟，随后放入到超声设备中进行超声处理；超声处理后进行抽真空消泡处理，抽真空后进行水浴降温处理，水浴处理的温度具体为45℃；
称取25g二异氰酸酯（其中1,5-萘二异氰酸酯20g；二甲基联苯二异氰酸酯5g，原料选取江苏博思特化工科技有限公司的工业级产品），将称取的二异氰酸酯加入到醚二醇、石墨、石墨烯中，并且同时加入6g纳米级硅胶颗粒（粒径10nm，纯度99.9%）、10g1,4-丁二醇（山东成宇化工有限公司），分散均匀后倒入模具中，将模具放入超声辅助加热器中进行加热，以陶瓷加热元件进行基础加热、以超声波换能器进行辅助加热，并保持110℃的固化温度50分钟，固化完成后脱模并放入105-115℃的烘箱中熟化14小时。
实施例6
本发明提供一种聚氨酯弹性体的制备方法，按照如下方法进行制备：
分别称取3g石墨粉末以及3g石墨烯粉末放入到20L水中，用超声波器超声处理30分钟，使其均匀分散；将石墨、石墨烯水分散液加入到25L（30%）的氢氧化钠溶液中，搅拌稀释并在室温下放置2小时，使其脱氧，并生成表面含羟基的石墨、石墨烯；脱氧后的石墨、石墨烯水分散液加入含30L（35g/L）的氯化亚铁溶液中，搅拌并在室温下放置6小时，使其表面进一步修饰；将产物通过筛网过滤再加入15L（96%）的硫酸烧中，将其进行酸处理，使得其表面进一步修饰，洗涤干燥后得到表面修饰后的石墨、石墨烯。
称取55g醚二醇（其中分子量2000的聚四氢呋喃醚二醇35g，分子量1000的聚四氢呋喃醚二醇20g，原料选取济南光宇化工有限公司的工业级产品）；将表面修饰后的石墨、石墨烯、0.3g十二烷基苯磺酸钠（表面活性剂）添加到醚二醇混合液中加热搅拌5分钟，随后放入到超声设备中进行超声处理；超声处理后进行抽真空消泡处理，抽真空后进行水浴降温处理，水浴处理的温度具体为45℃；
称取25g二异氰酸酯（其中1,5-萘二异氰酸酯20g；二甲基联苯二异氰酸酯5g，原料选取江苏博思特化工科技有限公司的工业级产品），将称取的二异氰酸酯加入到醚二醇、石墨、石墨烯中，并且同时加入6g纳米级硅胶颗粒（粒径10nm，纯度99.9%）、10g1,4-丁二醇（山东成宇化工有限公司），分散均匀后倒入模具中，将模具放入超声辅助加热器中进行加热，以陶瓷加热元件进行基础加热、以超声波换能器进行辅助加热，并保持110℃的固化温度50分钟，固化完成后脱模并放入105-115℃的烘箱中熟化14小时。
将上述6组实施例制备的聚氨酯弹性体进行性能对比并得到如下对比数据：
将实施例1（未加入纳米级硅胶颗粒）与实施例2-6（加入纳米级硅胶颗粒）进行对比分析，发现纳米级硅胶颗粒可以有效提高材料的各项参数指标，
通过在填料预聚体混合物中加入纳米粒子（纳米级硅胶颗粒）。并且纳米级硅胶颗粒可以通过填充填料预聚体中的微观空隙（如图1、图2所示），增加聚氨酯内部的交联点，进而提高材料的强度和韧性。同时纳米级硅胶颗粒与聚氨酯基团形成物理交联网络，增强材料的抗撕裂性能和耐切割性能。
实施例7
本发明提供一种聚氨酯弹性体的制备方法，与实施例3相比，填料还包括：碳纳米管、纳米氧化铜等纳米材料。本实施例在实施例1的基础上增强其导电性能。
实施例8
如图3所示，本发明提供一种聚氨酯弹性体的制备方法，按照如下方法进行制备：
S1、将填料加入到醚二醇中，并分散得到填料醚二醇混合物，具体按照如下步骤进行分散处理：
S101、预处理石墨粉末、石墨烯粉末，填料按照如下步骤进行预处理操作：
将石墨粉末、石墨烯粉末加入足量水中，用超声波器超声处理30分钟，使其均匀分散；将石墨、石墨烯水分散液加入含氢氧化钠的烧杯中，搅拌稀释并在室温下放置2小时，使其脱氧，并生成表面含羟基的石墨、石墨烯；脱氧后的石墨、石墨烯水分散液加入含氯化亚铁的烧杯中，搅拌并在室温下放置6小时，使其表面进一步修饰；将上述反应产物经过筛网过滤再加入含硫酸的烧杯中，将其进行酸处理，使得其表面进一步修饰，得到表面修饰后的石墨、石墨烯；将表面修饰后的石墨、石墨烯进行清洗干燥处理；
S102、配制的石墨粉末、石墨烯粉末、四氢呋喃醚二醇分散液；
S103、超声处理：将混合物放入超声设备中，通常使用超声浸盘或超声波探头；
S104、低温等离子体处理：产生低温等离子体并将其作用于石墨粉末、石墨烯粉末、四氢呋喃醚二醇分散液，等离子体作用于分散液时，产生的高能粒子和反应物种可以使填料的表面活性增强，进一步改善其分散性能；
S2、将制备好的石墨粉末、石墨烯粉末、四氢呋喃醚二醇分散液进行加热并抽真空处理，对抽真空处理后的填料醚二醇进行粘度测定得到第一粘度值η1；
S3、将抽真空处理后的石墨粉末、石墨烯粉末、四氢呋喃醚二醇分散液水浴降温，水浴处理的温度具体为45℃，对水浴处理后的石墨粉末、石墨烯粉末、四氢呋喃醚二醇分散液进行粘度测定得到第二粘度值η2；
S4、将甲苯二异氰酸酯加入到降温后石墨粉末、石墨烯粉末、四氢呋喃醚二醇分散液中，甲苯二异氰酸酯加入到石墨粉末、石墨烯粉末、四氢呋喃醚二醇分散液中后在20min内迅速升温至80℃，形成填料预聚体混合物，测定预聚体的粘度值η3，根据多组粘度值预估预聚体是否达到反应要求并调节相应的反应时间，具体参照如下公式进行计算：；其中，M{醚二醇}表示四氢呋喃醚二醇的摩尔质量，M{二异氰酸酯}表示甲苯二异氰酸酯的摩尔质量，检测预估参数DP计算结果是否在设定范围内并判断预聚体是否达到制备要求，DP值的比较区间为0.4-0.5。
S5、将MOCA（4,4'-亚甲基二）加入到填料预聚体混合物中并分散均匀；
S6、将填料预聚体混合物、MOCA倒入模具中，在110℃下固化1 h，冷却后脱模；
S7、将脱模后的产品放入烘箱中进行熟化。
在加入多组填料以及不同的聚合原料的情况下，通过预估参数DP分析确定预聚体的最佳聚合时间，对于不同聚合原料以及填料具有很好的适用性。
应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在发明的权利要求范围当中。
Claims (5)
1.一种聚氨酯弹性体的制备方法，其特征在于，按照如下方法进行制备：
S1、将填料加入到醚二醇中，并分散得到填料醚二醇混合物；
S2、将制备好的填料醚二醇进行加热并抽真空处理；
S3、将抽真空处理后的填料醚二醇水浴降温；
S4、将二异氰酸酯加入到降温后的填料醚二醇中，形成填料预聚体混合物，并向填料预聚体混合物中加入纳米粒子；
S5、将扩链剂加入到填料预聚体混合物中并分散均匀；
S6、将填料预聚体混合物、扩链剂倒入模具中进行固化，固化完成后冷却后脱模；
S7、将脱模后的产品放入烘箱中进行熟化；
所述纳米粒子具体为纳米级硅胶颗粒；
在步骤S1中具体按照如下步骤进行分散处理：
S101、预处理填料；
S102、配制填料醚二醇混合物；
S103、超声处理：将混合物放入超声设备中；
步骤S101中填料包括：石墨粉末、石墨烯粉末；
步骤S101中的填料按照如下步骤进行预处理操作：
S1011、将石墨粉末、石墨烯粉末加入足量水中，用超声波器超声处理30分钟，使其均匀分散；
S1012、将石墨、石墨烯水分散液加入含氢氧化钠的烧杯中，搅拌稀释并在室温下放置2小时，使其脱氧，并生成表面含羟基的石墨、石墨烯；
S1013、脱氧后的石墨、石墨烯水分散液加入含氯化亚铁的烧杯中，搅拌并在室温下放置6小时，使其表面进一步修饰；
S1014、将上述反应产物经过筛网过滤再加入含硫酸的烧杯中，将其进行酸处理，使得其表面进一步修饰，得到表面修饰后的石墨、石墨烯；
S1015、将表面修饰后的石墨、石墨烯进行清洗干燥处理。
2.根据权利要求1所述的一种聚氨酯弹性体的制备方法，其特征在于，步骤S102中填料醚二醇中还加入表面活性剂。
3.根据权利要求1所述的一种聚氨酯弹性体的制备方法，其特征在于，步骤S101中的填料还包括：碳纳米管、纳米氧化铜。
4.根据权利要求1所述的一种聚氨酯弹性体的制备方法，其特征在于，步骤S3中进行水浴处理的温度具体为45℃。
5.根据权利要求1所述的一种聚氨酯弹性体的制备方法，其特征在于，步骤S6中采用超声辅助加热的方法进行固化操作，将模具放入超声辅助加热器中进行加热，以陶瓷加热元件进行基础加热、以超声波换能器进行辅助加热，并保持110℃的固化温度50分钟。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310933127.8A CN116948131B (zh) | 2023-07-27 | 2023-07-27 | 一种聚氨酯弹性体的制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310933127.8A CN116948131B (zh) | 2023-07-27 | 2023-07-27 | 一种聚氨酯弹性体的制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN116948131A CN116948131A (zh) | 2023-10-27 |
| CN116948131B true CN116948131B (zh) | 2024-09-03 |
Family
ID=88454384
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202310933127.8A Active CN116948131B (zh) | 2023-07-27 | 2023-07-27 | 一种聚氨酯弹性体的制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN116948131B (zh) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106700017A (zh) * | 2016-12-23 | 2017-05-24 | 上海市合成树脂研究所有限公司 | 一种耐热阻尼高硬度聚氨酯弹性体材料及其制备方法 |
| CN106750165A (zh) * | 2016-12-09 | 2017-05-31 | 陕西高新实业有限公司 | 石墨‑聚氨酯弹性体复合材料的制备方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3916874A1 (de) * | 1989-05-24 | 1990-11-29 | Basf Ag | Weiche, elastische polyurethan-folien, verfahren zu ihrer herstellung und ihre verwendung |
| CN105693994A (zh) * | 2016-04-18 | 2016-06-22 | 北京石油化工学院 | 一种改性聚氨酯的制备方法 |
-
2023
- 2023-07-27 CN CN202310933127.8A patent/CN116948131B/zh active Active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106750165A (zh) * | 2016-12-09 | 2017-05-31 | 陕西高新实业有限公司 | 石墨‑聚氨酯弹性体复合材料的制备方法 |
| CN106700017A (zh) * | 2016-12-23 | 2017-05-24 | 上海市合成树脂研究所有限公司 | 一种耐热阻尼高硬度聚氨酯弹性体材料及其制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN116948131A (zh) | 2023-10-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105949760B (zh) | 一种纺丝级高导热石墨烯/尼龙复合材料原位聚合制备方法 | |
| CN107163245B (zh) | 一种纳米有机改性磷酸锆/mc尼龙复合材料及其制备方法 | |
| Khan et al. | Reinforcement effect of acid modified nanodiamond in epoxy matrix for enhanced mechanical and electromagnetic properties | |
| Wang et al. | Preparation of flexible and elastic thermal conductive nanocomposites via ultrasonic-assisted forced infiltration | |
| Hong et al. | Enhanced tribological properties in core–shell structured SiO 2@ GO hybrid fillers for epoxy nanocomposites | |
| Yu et al. | Surface modified hollow glass microspheres-epoxy composites with enhanced thermal insulation and reduced dielectric constant | |
| CN106398223A (zh) | 一种采用硅烷改性石墨烯制备石墨烯/硅橡胶材料的方法 | |
| CN116948131B (zh) | 一种聚氨酯弹性体的制备方法 | |
| CN114395160A (zh) | 一种石墨烯改性聚氨酯复合材料及其制备方法 | |
| CN111171271A (zh) | 耐热性聚氨酯弹性体的制备方法 | |
| CN111440330A (zh) | 一种高导电的石墨烯原位接枝聚氨酯材料及其制法 | |
| Zhou et al. | Targeted kinetic strategy for improving the thermal conductivity of epoxy composite containing percolating multi-layer graphene oxide chains. | |
| Tian et al. | Investigation on mechanical properties and reinforced mechanisms of hyperbranched polyesters functionalized nano-silica modified epoxy composites | |
| CN113511832A (zh) | 非均相溶液法制备聚合物包覆的无机粒子及其应用 | |
| CN108192143B (zh) | 一种用做橡胶填料的碳纳米管的改性方法 | |
| Salami-Kalajahi et al. | Effect of carbon nanotubes on the kinetics of in situ polymerization of methyl methacrylate | |
| CN108864406B (zh) | 一种高力学强度go/tpu原位聚合方法 | |
| CN109897227B (zh) | 一种聚醚胺改性氧化石墨烯及其环氧纳米复合材料 | |
| CN110698613A (zh) | 一种高交联有机硅橡胶的制备方法 | |
| Xiao et al. | Mechanism on surface hydrophobically modification of fibrous wollastonite and its reinforcement of natural rubber | |
| CN108948468A (zh) | 一种氧化石墨烯-玻璃纤维-氧化铝填充改性的耐油耐腐蚀硫化混炼胶的制备方法 | |
| Nikje et al. | Application of SiO2 nanoparticles for thermophysical improvement of integral skin polyurethane elastomers | |
| CN112592489A (zh) | 一种高导热的石墨烯原位接枝聚氨酯弹性体及其制法 | |
| CN113087501A (zh) | 一种高强度石英陶瓷辊及其制备工艺 | |
| Lu et al. | The surface modification by carboxyl ionic liquid for mesoporous silica and the preparation of composite polymer electrolyte with the modified mesoporous silica |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |