一种高导电水性聚氨酯/改性石墨烯复合乳液及制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111087651A(43)申请公布日2020.05.01(21)申请号201911415130.0C08L75/04(2006.01)(22)申请日2019.12.31C09D175/04(2006.01)C09D7/62(2018.01)(71)申请人江南大学C09J175/04(2006.01)地址214000江苏省无锡市滨湖区蠡湖大C09J11/04(2006.01)道1800号C09D11/03(2014.01)(72)发明人张胜文田大为陆俊白绘宇C09D11/38(2014.01)王玮东为富C08J9/00(2006.01)(74)专利代理机构哈尔滨市阳光惠远知识产权代理有限公司23211代理人彭素琴(51)Int.Cl.C08K9/04(2006.01)C08K3/04(2006.01)C08J5/18(2006.01)C08J3/03(2006.01)权利要求书1页说明书8页附图3页(54)发明名称一种高导电水性聚氨酯/改性石墨烯复合乳液及制备方法(57)摘要本发明公开了一种高导电水性聚氨酯/改性石墨烯复合乳液及制备方法，属于高分子材料改性领域。本发明采用超支化聚合物聚乙烯亚胺(PEI)对氧化石墨烯进行层间改性，并采用1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐和N-羟基琥珀酰亚胺化合物(EDC/NHS)对氧化石墨烯进行边缘改性，在水性聚氨酯体系中原位引入PEI改性氧化石墨烯，还原处理制得水性聚氨酯/PEI改性石墨烯纳米复合乳液、纳米复合膜与纳米复合涂层，进一步提高石墨烯在水性聚氨酯中的分散性和相容性，从而大幅提高复合乳液的导电性。CN111087651ACN111087651A权利要求书1/1页1.一种改性氧化石墨烯的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将氧化石墨烯分散液加入搅拌器中，在高速搅拌下加入聚乙烯亚胺PEI，然后将pH调节至14，搅拌得到混合液；然后将混合液的pH值调节为5.5，按配比加入1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐和N-羟基琥珀酰亚胺化合物，并水浴超声，得到混合物；最后将上一步得到的混合物在冰水浴下搅拌，之后经过离心洗涤得到固体，即改性氧化石墨烯。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的氧化石墨烯和聚乙烯亚胺的质量比为6：(4-8)。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的聚乙烯亚胺为超支化型聚合物，其分子量范围为1800～40000。4.权利要求1-3任一所述的改性氧化石墨烯的制备方法得到的改性氧化石墨烯。5.权利要求4所述的改性氧化石墨烯与水性聚氨酯复合制备纳米复合乳液的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将水性聚氨酯预聚体滴入改性氧化石墨烯分散液中，高速搅拌乳化，然后加入还原剂反应，反应结束后制得水性聚氨酯/改性石墨烯纳米复合乳液。6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述的改性氧化石墨烯的浓度为1～15mg/mL。7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述的水性聚氨酯预聚体中-NCO含量理论范围为3％-6％。8.权利要求5-7任一所述的制备方法得到的水性聚氨酯/改性石墨烯纳米复合乳液。9.权利要求8所述的水性聚氨酯/改性石墨烯纳米复合乳液制备得到的水性聚氨酯/改性石墨烯纳米复合膜或纳米复合涂层。10.权利要求8所述的水性聚氨酯/改性石墨烯纳米复合乳液在在涂料、胶粘剂、油墨、表面处理剂、弹性体、发泡材料或功能薄膜领域中的应用。2CN111087651A说明书1/8页一种高导电水性聚氨酯/改性石墨烯复合乳液及制备方法技术领域[0001]本发明涉及一种高导电水性聚氨酯/改性石墨烯复合乳液及制备方法，属于高分子材料改性领域。背景技术[0002]水性聚氨酯(WPU)既有水性涂料安全环保、节能等优点，也保留了溶剂型聚氨酯优异的成膜性、耐磨性、柔韧性等特点。但其乳胶膜的力学性能(强度、模量)耐溶剂等方面还不能与传统的溶剂型聚氨酯相媲美，存在较多问题，因而限制了水性聚氨酯的进一步广泛应用。[0003]水性聚氨酯/无机纳米复合体系将有机、无机和纳米材料特性有机结合，是制备高性能水性聚氨酯功能材料非常有前途的方法，石墨烯具有典型的片层结构和优异的力学性能、导电性和导热性，但是石墨烯本身易团聚且难以分散在聚合物基质中。发明内容[0004]为了解决上述至少一个问题，本发明提供了一种水性聚氨酯/改性石墨烯纳米复合乳液及制备方法。本发明主要采用聚乙烯亚胺PEI改性氧化石墨烯，PEI是一种含有大量胺基的超支化聚合物，利用聚乙烯亚胺(PEI)对氧化石墨烯(GO)进行层间改性，在此基础上使用1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐和N-羟基琥珀酰亚胺化合物对氧化石墨烯进行边缘改性，