超支化聚氨酯接枝碳纳米管以及制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN103319724A*(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103319724103319724A(43)申请公布日2013.09.25(21)申请号201310211043.X(22)申请日2013.05.31(71)申请人江门职业技术学院地址529090广东省江门市蓬江区潮连大道6号申请人五邑大学台山市云朋新材料科技有限公司(72)发明人孙宁王俊超徐朝华冯一峰姜少华李亦彪李珩黄德花(51)Int.Cl.C08G83/00(2006.01)权利要求书2页权利要求书2页说明书3页说明书3页(54)发明名称超支化聚氨酯接枝碳纳米管以及制备方法(57)摘要本发明提供了一种超支化聚氨酯接枝的碳纳米管及其制备方法。将碳纳米管用强氧化性酸处理后，与二氯亚砜反应，所得产物与二元醇反应得到表面带有羟基的改性碳纳米管；将表面带有羟基的改性碳纳米管与二元或多元异氰酸酯反应，得到表面带有异氰酸酯基团的功能化碳纳米管；将含有端羟基的超支化聚氨酯与表面带有异氰酸酯基团的功能化碳纳米管反应，得到超支化聚氨酯接枝的碳纳米管。所得超支化聚氨酯接枝的碳纳米管含有大量羟基，在有机溶剂中分散性良好，可作为特种添加剂分散到塑料、橡胶、涂料中，制备纳米高强度导电复合材料、吸波材料等，具有广泛的应用前景。CN103319724ACN1039724ACN103319724A权利要求书1/2页1.一种超支化聚氨酯接枝碳纳米管及其制备方法，该方法包括：步骤1）使含有两个异氰酸酯基团的二异氰酸酯与含有一个氨基和二个（或二个以上）羟基的单体（本发明称单氨基多羟基单体）发生反应，得到平均含有一个异氰酸酯基和二个（或二个以上）羟基的反应中间体（本发明称A1中间体）；步骤2）把A1中间体加热，使异氰酸酯基与羟基反应，得到端羟基结构的超支化聚氨酯产物，把该产物分离、干燥后得到白色粉末状超支化聚氨酯固体产品（本发明简称A2）；步骤3）(a)：碳纳米管和强氧化性酸发生反应，得到酸化的碳纳米管（本发明简称A3）；(b)：酸化碳纳米管和酰化剂反应，得到酰化的碳纳米管（本发明简称A4）；(c)：取所得酰化碳纳米管与二元醇混合，得到表面带有羟基的碳纳米管（本发明简称A5）；(d)：将所得表面带有羟基的改性碳纳米管与二元异氰酸酯反应，得到表面带有异氰酸酯基团的功能化碳纳米管（本发明简称A6）；步骤4）将A2和A6置于反应器中，利用异氰酸酯基与羟基反应，得到超支化聚氨酯接枝的碳纳米管产物（本发明简称A7）。2.如权利要求1所述的超支化聚氨酯接枝碳纳米管制备方法，其特征在于步骤1）中所用的二异氰酸酯为含有两个异氰酸酯基团（-N=C=O）的二异氰酸酯化合物或者它们的混合物。3.如权利要求1所述的超支化聚氨酯接枝碳纳米管制备方法，其特征在于步骤2）中所用的单氨基多羟基单体为含有一个氨基和二个（或二个以上）羟基的化合物或者它们的混合物（例如二乙醇胺（DEOA）、三乙醇胺(TEA)等）。4.如权利要求1所述的超支化聚氨酯接枝碳纳米管制备方法，其特征在于步骤2）中使A1中间体与单氨基多羟基单体反应。5.如权利要求1所述的超支化聚氨酯接枝碳纳米管制备方法，其特征在于步骤3）中使用的强氧化性酸为浓硝酸、浓硫酸、浓盐酸、双氧水等化合物或它们的混合物。6.如权利要求1所述的超支化聚氨酯接枝碳纳米管制备方法，其特征在于步骤3）中所用的二元醇为含有两个羟基（-OH）的二羟基化合物或者它们的混合物。7.如权利要求1所述的超支化聚氨酯接枝碳纳米管制备方法，其特征在于步骤3）中所用的二异氰酸酯为含有两个异氰酸酯基团（-N=C=O）的二异氰酸酯化合物或者它们的混合物。8.如权利要求1所述的超支化聚氨酯接枝碳纳米管制备方法，其特征在于步骤1）反应温度为-20～80℃，反应时间为1分钟～48小时，所用的A1中间体与单氨基多羟基单体之间的加料摩尔比为1/50～50/1；步骤2）反应温度为0～120℃，反应时间为10分钟～96小时；步骤3）（a）碳纳米管0.1g～10g，强氧化性酸用量5～500ml，反应温度为30～200℃，反应时间为0.5h～100h；步骤3）（b）碳纳米管0.1g～10g，酰化剂用量1～300ml，反应温度为30～160℃，反应时间为5h～80h；步骤3）（c）反应温度为0～200℃，反应时间为1h～50h，所用的酰化碳纳米管与二元醇加料重量比为1/1～1/100；步骤3）（d）反应温度为0～100℃，反应时间为0.1h～120h，所用的表面带有羟基的改性碳纳米管与二元异氰酸酯加料重量比为1/1～1/100；步骤4）反应温度为20～200℃，反应时间为1h～100h，真空干燥温度为0～180℃，所用的表面带有异氰酸酯基团的功能化碳纳米管与超支化聚氨酯加