【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于聚氨酯，具体涉及聚氨酯与石墨烯复合甲烷吸附材料及其制备方法。
技术介绍
1、随着全球能源需求的不断增长和环境保护意识的日益增强，寻找高效、环保的能源储存与利用方式成为当前科技研究的重要方向。甲烷作为一种清洁能源，在能源领域具有广泛的应用前景。然而，甲烷的储存和运输过程中存在的安全问题及效率问题一直是制约其广泛应用的关键因素。因此，开发一种具有高吸附性能、良好稳定性和安全性的甲烷吸附材料显得尤为重要。
2、传统的甲烷吸附材料主要包括活性炭、分子筛等，但这些材料在吸附性能、稳定性和再生性等方面存在一定的局限性。近年来，石墨烯作为一种新型纳米材料，因其独特的二维结构和优异的物理、化学性能，在能源、环保、材料科学等领域展现出巨大的应用潜力。石墨烯具有极高的比表面积和优异的导电、导热性能，这些特性使其成为制备高性能甲烷吸附材料的理想选择。
3、目前，已有研究将石墨烯与聚合物复合，制备出具有优异性能的复合材料。其中，聚氨酯作为一种常用的高分子材料，具有良好的加工性能和机械性能，与石墨烯复合可以进一步提升材料的整体性能。然而，如何将石墨烯均匀分散在聚氨酯基体中，并充分发挥其吸附性能，是当前研究中亟待解决的问题。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种聚氨酯与石墨烯复合甲烷吸附材料，通过精确配比各组分及优化石墨烯改性异氰酸酯的制备工艺，所制得的复合材料不仅具有优异的甲烷吸附性能，还展现出良好的力学性能。
2、本专利技术的
3、本专利技术所采取的技术方案如下：
4、所述的聚氨酯与石墨烯复合甲烷吸附材料，包括质量比为1:(1-1.2)的a组分与b组分；
5、所述的a组分包括以下重量份数的原料：
6、聚醚多元醇a：50-60份；
7、聚醚多元醇b：30-40份；
8、聚醚多元醇c：5-10份；
9、聚醚多元醇d：5-10份；
10、泡沫稳定剂：3-5份；
11、物理发泡剂：13-16份；
12、化学发泡剂：2-3份；
13、复合催化剂：9-12份；
14、所述的b组分为石墨烯改性异氰酸酯；
15、所述的聚醚多元醇a的官能度为4-6，羟值为360-400mgkoh/g；
16、所述的聚醚多元醇b的官能度为3.8-4.2，羟值为360-400mgkoh/g；
17、所述的聚醚多元醇c的官能度为4，羟值为745-775mgkoh/g；
18、所述的聚醚多元醇d的官能度为4，羟值为350-380mgkoh/g；
19、所述的石墨烯改性异氰酸酯的制备方法为：将石墨烯加入到n,n-二甲基甲酰胺中，然后加入聚乙烯吡咯烷酮，超声得到石墨烯分散液；向石墨烯分散液中加入异氰酸酯和锡类催化剂，升温反应，反应完成后，过滤，制得石墨烯改性异氰酸酯。
20、所述的聚醚多元醇a在25℃下的粘度为6000-9000mpa·s；聚醚多元醇b在25℃下的粘度为2000-3000mpa·s；聚醚多元醇c在50℃下的粘度为1400-2400mpa·s；聚醚多元醇d在25℃下的粘度为8000-12000mpa·s。
21、所述的石墨烯改性异氰酸酯的制备方法中，异氰酸酯为多亚甲基多苯基多异氰酸酯，优选为万华化学集团股份有限公司生产的pm200；锡类催化剂为二月桂酸二丁基锡；石墨烯的加入量为异氰酸酯总量的1-3wt.％，石墨烯与n,n-二甲基甲酰胺的质量比为1:(50-100)，聚乙烯吡咯烷酮的加入量为石墨烯总量的0.1-0.5wt.％，锡类催化剂的加入量为异氰酸酯总量的0.1-0.5wt.％。
22、所述的泡沫稳定剂为硅油，优选为h3565，购自中山市东峻化工有限公司；ur5931，购自江苏奥斯佳材料科技股份有限公司。
23、所述的物理发泡剂为戊烷，优选为正戊烷。
24、所述的化学发泡剂为水。
25、所述的复合催化剂为pc-5、pc-8、bdma、pc-41和tmr-2的复配催化剂，其质量比为(0.3-0.6):(5-7):(2-3):(0.5-2):0.5。
26、所述的聚醚多元醇a、b、c和d分别为r5118g、r6205、r403和4400t，均购自山东一诺威新材料有限公司。
27、所述的石墨烯的粒径为10-40μm。
28、所述的聚氨酯与石墨烯复合甲烷吸附材料的制备方法，包括以下步骤：将聚醚多元醇a、聚醚多元醇b、聚醚多元醇c、聚醚多元醇d、泡沫稳定剂、复合催化剂和化学发泡剂投入到反应釜中，常温搅拌0.3-0.5h，然后降温至30℃，加入物理发泡剂，搅拌后制得a组分；将a组分与b组分混合搅拌8s后倒入模具中，发泡、固化12h后开模，即得聚氨酯与石墨烯复合甲烷吸附材料。
29、与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下：
30、本专利技术通过将石墨烯改性异氰酸酯融入聚氨酯体系中，不仅大幅提升了材料的甲烷吸附能力，得益于石墨烯的高强度、高韧性特性，还显著增强了复合材料的力学性能，使其更加耐用，此外，该制备方法简便高效，原料易得且成本可控，确保了复合材料具备良好的加工性能，能灵活满足多样化产品需求，所制得的聚氨酯与石墨烯复合甲烷吸附材料在天然气开采、储存运输及化工生产等多个领域展现出广阔的应用潜力。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种聚氨酯与石墨烯复合甲烷吸附材料，其特征在于，包括质量比为1:(1-1.2)的A组分与B组分；
2.根据权利要求1所述的聚氨酯与石墨烯复合甲烷吸附材料，其特征在于，所述的聚醚多元醇A在25℃下的粘度为6000-9000mPa·s；聚醚多元醇B在25℃下的粘度为2000-3000mPa·s；聚醚多元醇C在50℃下的粘度为1400-2400mPa·s；聚醚多元醇D在25℃下的粘度为8000-12000mPa·s。
3.根据权利要求1所述的聚氨酯与石墨烯复合甲烷吸附材料，其特征在于，所述的石墨烯改性异氰酸酯的制备方法中，异氰酸酯为多亚甲基多苯基多异氰酸酯，锡类催化剂为二月桂酸二丁基锡；石墨烯的加入量为异氰酸酯总量的1-3wt.％，石墨烯与N,N-二甲基甲酰胺的质量比为1:(50-100)，聚乙烯吡咯烷酮的加入量为石墨烯总量的0.1-0.5wt.％，锡类催化剂的加入量为异氰酸酯总量的0.1-0.5wt.％。
4.根据权利要求1所述的聚氨酯与石墨烯复合甲烷吸附材料，其特征在于，所述的泡沫稳定剂为硅油。
5.根据权利要求1所述的聚氨酯与石
6.根据权利要求1所述的聚氨酯与石墨烯复合甲烷吸附材料，其特征在于，所述的化学发泡剂为水。
7.根据权利要求1所述的聚氨酯与石墨烯复合甲烷吸附材料，其特征在于，所述的复合催化剂为PC-5、PC-8、BDMA、PC-41和TMR-2的复配催化剂，其质量比为(0.3-0.6):(5-7):(2-3):(0.5-2):0.5。
8.根据权利要求1所述的聚氨酯与石墨烯复合甲烷吸附材料，其特征在于，所述的聚醚多元醇A、B、C和D分别为R5118G、R6205、R403和4400T。
9.根据权利要求1所述的聚氨酯与石墨烯复合甲烷吸附材料，其特征在于，所述的石墨烯的粒径为10-40μm。
10.一种权利要求1-9所述的聚氨酯与石墨烯复合甲烷吸附材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将聚醚多元醇A、聚醚多元醇B、聚醚多元醇C、聚醚多元醇D、泡沫稳定剂、复合催化剂和化学发泡剂投入到反应釜中，常温搅拌0.3-0.5h，然后降温，加入物理发泡剂，搅拌后制得A组分；将A组分与B组分混合搅拌后倒入模具中，发泡、固化、开模，即得聚氨酯与石墨烯复合甲烷吸附材料。
...【技术特征摘要】
1.一种聚氨酯与石墨烯复合甲烷吸附材料，其特征在于，包括质量比为1:(1-1.2)的a组分与b组分；
2.根据权利要求1所述的聚氨酯与石墨烯复合甲烷吸附材料，其特征在于，所述的聚醚多元醇a在25℃下的粘度为6000-9000mpa·s；聚醚多元醇b在25℃下的粘度为2000-3000mpa·s；聚醚多元醇c在50℃下的粘度为1400-2400mpa·s；聚醚多元醇d在25℃下的粘度为8000-12000mpa·s。
3.根据权利要求1所述的聚氨酯与石墨烯复合甲烷吸附材料，其特征在于，所述的石墨烯改性异氰酸酯的制备方法中，异氰酸酯为多亚甲基多苯基多异氰酸酯，锡类催化剂为二月桂酸二丁基锡；石墨烯的加入量为异氰酸酯总量的1-3wt.％，石墨烯与n,n-二甲基甲酰胺的质量比为1:(50-100)，聚乙烯吡咯烷酮的加入量为石墨烯总量的0.1-0.5wt.％，锡类催化剂的加入量为异氰酸酯总量的0.1-0.5wt.％。
4.根据权利要求1所述的聚氨酯与石墨烯复合甲烷吸附材料，其特征在于，所述的泡沫稳定剂为硅油。
5.根据权利要求1所述的聚氨酯与石墨烯复合甲烷吸附材料，其特征在于，所述的...
【专利技术属性】
技术研发人员：付振武，赵英杰，刘玄，熊宽宽，林壮，谷国华，岳琛，
申请(专利权)人：山东一诺威新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。