[發(fā)明專利]聚酰胺-胺功能化石墨烯/超支化水性聚氨酯及其制備方法

有效

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• 申請日: 2017-08-16
• 公開（公告）號: CN107501500B
• 公開（公告）日: 2020-05-19
• 發(fā)明（設計）人: 王學川;馮見艷;羅曉民;魏夢媛;王巖松;趙文
• 申請（專利權）人: 陜西科技大學
• 主分類號: C08G18/38
• 分類號: C08G18/38;C08G18/42;C08G18/44;C08G18/48;C08G18/60;C08G18/66;C08G18/75;C08K3/04;C08K9/04
• 代理公司: 西安新思維專利商標事務所有限公司 61114
• 代理人: 黃秦芳

1.聚酰胺-胺功能化石墨烯/超支化水性聚氨酯的制備方法，其特征在于：

首先選用端氨基的聚酰胺-胺對氧化石墨進行功能化改性并還原，得到表面含有豐富伯氨基的功能化石墨烯；

再將功能化石墨烯超聲分散在丙酮或N-甲基吡咯烷酮中，在聚氨酯的制備過程中通過原位聚合方法添加到聚氨酯中，制備以功能化石墨烯為核的超支化水性聚氨酯；

所述制備方法具體包括以下步驟：

步驟一：采用改進的Hummers法制備氧化石墨：

將膨脹石墨、濃硫酸、磷酸混合均勻，然后緩慢加入高錳酸鉀，在10-50℃下反應12-36h；膨脹石墨、高錳酸鉀質量比為1：（3~10），磷酸和濃硫酸體積比1：（4~8），膨脹石墨質量與濃硫酸體積比范圍20~100mg/ml；

反應后降溫至冰水浴，滴加雙氧水還原多余的高錳酸鉀，直至無氣泡產生；

靜止12h，待分層明顯之后，倒掉上清液；

用無水乙醇和稀鹽酸反復洗滌沉淀物，待上清液呈亮黃色后，轉移至透析袋透析至pH達到7，然后冷凍干燥制得黃褐色的氧化石墨；

步驟二：聚酰胺-胺功能化石墨烯的制備：

取步驟一制備的氧化石墨0.5~2g，加入200~500ml 溶劑中，超聲分散0.5~2h后加入裝回流冷凝管、攪拌器及溫度計的三口燒瓶中，加入聚酰胺-胺5~30g和二環(huán)己基碳二亞胺4~10g，在80℃~110℃反應12~48h；

冷卻至室溫在5000~10000r/min條件下離心5-10min，用甲醇洗滌混合物3-5次，干燥，制得端氨基聚酰胺-胺功能化石墨烯；

步驟三：端氨基聚酰胺-胺功能化石墨烯分散液制備：

將端氨基聚酰胺-胺功能化石墨烯超聲分散在丙酮或N-甲基吡咯烷酮中，功率300w~600w條件下超聲剝離0.5~2h，制得端氨基聚酰胺-胺功能化石墨烯丙酮分散液或端氨基聚酰胺-胺功能化石墨烯吡咯烷酮分散液，端氨基聚酰胺-胺功能化石墨烯濃度為0.5~8mg/ml；

步驟四：原位聚合法制備端氨基聚酰胺-胺功能化石墨/超支化化水性聚氨酯：

將低聚物二元醇15~20g、異佛爾酮二異氰酸酯5~11g加入反應釜中，其中異佛爾酮二異氰酸酯和低聚物二元醇中n（-NCO）:n(-OH)為（3~5）：1；

加入有機錫類催化劑，85℃反應1~2h反應制得預聚體；

加入預聚體質量2%~5%的親水單體二羥甲基丙酸反應1~2h，降溫至75℃加入端氨基聚酰胺-胺功能化石墨烯丙酮分散液或端氨基聚酰胺-胺功能化石墨烯吡咯烷酮分散液30~100ml，端氨基聚酰胺-胺功能化石墨烯濃度為0.5~5mg/ml，繼續(xù)反應2～3h；

降溫60℃，加入與親水單體二羥甲基丙酸等摩爾量的小分子胺中和30min，加入去離子水30~60ml，在高速剪切力下乳化30min并減壓蒸餾除去丙酮或N-甲基吡咯烷酮，制得固含量為20%-30%的端氨基聚酰胺-胺功能化石墨/超支化化水性聚氨酯。

2.根據(jù)權利要求1所述的聚酰胺-胺功能化石墨烯/超支化水性聚氨酯的制備方法，其特征在于：

所述的步驟二中：

聚酰胺-胺選自1.0代聚酰胺-胺、2.0代聚酰胺-胺；

溶劑選自N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮、甲醇。

3.根據(jù)權利要求2所述的聚酰胺-胺功能化石墨烯/超支化水性聚氨酯的制備方法，其特征在于：

所述的步驟四中：

低聚物二元醇選自聚四氫呋喃二元醇、聚碳酸酯二元醇、聚酯二元醇；

有機錫類催化劑選自二丁基錫二月桂酸酯、二(十二烷基硫)二丁基錫；

小分子胺選自三乙胺、二乙胺。

4.如權利要求3所述的制備方法制得的聚酰胺-胺功能化石墨烯/超支化水性聚氨酯。