CN113121789A - 一种除螨石墨烯聚氨酯海绵及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种除螨石墨烯聚氨酯海绵及其制备方法和应用，所述除螨石墨烯聚氨酯海绵的制备原料包括聚醚多元醇、聚多巴胺改性石墨烯、催化剂、异氰酸酯、发泡剂和抗菌防螨粉体的组合，采用聚多巴胺改性石墨烯可以提高石墨烯材料的亲水性，使其可以很好与聚氨酯海绵进行复合中；特定份数的聚多巴胺改性石墨烯搭配特定份数的抗菌防螨粉体，使得最后得到的除螨石墨烯聚氨酯海绵兼具优异的抑菌性能和机械性能，完全满足床上用品对于海绵材料的需求。

Description

一种除螨石墨烯聚氨酯海绵及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于石墨烯材料技术领域，具体涉及一种除螨石墨烯聚氨酯海绵及其制备方法和应用。
背景技术
软质聚氨酯泡沫塑料是用量最大的一种聚氨酯产品，以其密度低、弹性回复好、透气、保温等优异的性能，可以广泛应用于家具垫材、易碎品及精密仪器等包装材料、隔热保温材料、交通工具座椅垫材等。石墨烯材料是一种新型的二维纳米材料，具有诸多优异的性能，如优异的光学性能、电性能、力学及热学性能等，同时也会赋予材料远红外、抗菌抑菌等功能性。
将石墨烯和聚氨酯泡沫进行复合，可使聚氨酯泡沫具有远红外、抗菌抑菌等功能性，目前，关于石墨烯复合改性聚氨酯材料的研究和报道也有很多。CN109517208A公开了一种用于床垫的高导热石墨烯聚氨酯复合海绵的连续生产方法，a)以可膨胀石墨制备石墨蠕虫；b)将石墨蠕虫与多元醇混合得到多元醇浆料；c)循环高速剥离，得到石墨烯多元醇浆料；d)加入发泡剂、表面活性剂、开孔剂和催化剂，e)混匀后与异氰酸酯混合发泡，制得成品。该发明将多层石墨烯与聚氨酯进行复合，制得具有高长径比、高比表面积、高导热、抗菌特性的复合海绵，将该海绵用于制备床垫，其弹性和舒适度优异，利用石墨烯本征性的功能，冬天可作为电加热的发热体，实现高温杀死螨虫，夏天导热率高可有效降低体温。CN109535367A公开了一种石墨烯聚氨酯海绵及其应用。所述石墨烯聚氨酯海绵由包含以下组分的组合物制备：聚醚多元醇、基于胺的催化剂、基于锡的催化剂、泡沫稳定剂、水、石墨烯分散液、羰基铁粉分散液、以及异氰酸酯。根据该发明提供的制备方法制备得到的石墨烯聚氨酯海绵为超疏水海绵，机械强度高，比表面积大，非常有利于电磁波在海绵内部的多重散射，从而增加电磁波损耗，降低电磁波总的反射率。但是，由于石墨烯材料本身的特性，极易团聚，在材料中分散困难，因此上述两种方法制备得到的石墨烯聚氨酯海绵的功能稳定性较差。
如果对石墨烯进行适当官能团的修饰，提高其表面活性，进而提升其与聚氨酯材料的相容性，可以提高石墨烯聚氨酯海绵复合材料的功能稳定性。进而通过对石墨烯官能团的选择，实现石墨烯结构的可控性，并实现石墨烯在材料中的均匀分散成为目前研究的热点。CN110240690A公开了一种石墨烯改性聚氨酯泡沫及其制备方法，石墨烯为具有异氰酸基的功能化石墨烯，异氰酸酯功能化石墨烯是由氧化石墨烯改性制备；石墨烯改性聚氨酯泡沫是在一定的条件下，由异氰酸酯、异氰酸酯改性石墨烯、聚醚多元醇、扩链剂、发泡剂、催化剂、有机硅泡沫稳定剂反应而成的。为了提高石墨烯与聚氨酯分子链的相互作用，使石墨烯稳定存在于聚氨酯泡沫中，对氧化石墨烯进行了异氰酸酯改性，在其表面引入了异氰酸酯基团。异氰酸酯基团可以与聚醚多元醇进行反应，达到石墨烯聚合改性聚氨酯泡沫的目的。但是，这种方法制备得到的石墨烯改性聚氨酯泡沫的抑菌性能仍有待提升。
因此，开发一种兼具优异的机械性能和抑菌性能的除螨石墨烯聚氨酯海绵，是本领域技术人员目前急需解决的技术问题。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种除螨石墨烯聚氨酯海绵及其制备方法和应用，所述除螨石墨烯聚氨酯海绵的制备原料包括聚醚多元醇、聚多巴胺改性石墨烯、催化剂、异氰酸酯、发泡剂和抗菌防螨粉体的组合，采用特定份数的聚多巴胺改性石墨烯搭配抗菌除螨粉体制备得到的石墨烯聚氨酯海绵不仅具有优异的抗菌除螨效果，还具有优异的机械性能，完全满足床上用品的需求。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供一种除螨石墨烯聚氨酯海绵，所述除螨石墨烯聚氨酯海绵的制备原料按照重量份包括如下组分：聚醚多元醇50～100重量份、聚多巴胺改性石墨烯10～50重量份、催化剂0.2～1重量份、异氰酸酯30～60重量份、发泡剂1～5重量份和抗菌防螨粉体0.5～5重量份。
所述聚醚多元醇可以为55重量份、60重量份、65重量份、70重量份、75重量份、80重量份、85重量份、90重量份或95重量份，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
所述聚多巴胺改性石墨烯可以为55重量份、60重量份、65重量份、70重量份、75重量份、80重量份、85重量份、90重量份或95重量份，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
所述催化剂可以为0.3重量份、0.4重量份、0.5重量份、0.6重量份、0.7重量份、0.8重量份或0.9重量份，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
所述异氰酸酯可以为33重量份、36重量份、39重量份、43重量份、46重量份、49重量份、53重量份、56重量份或59重量份，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
所述发泡剂可以为1.5重量份、2重量份、2.5重量份、3重量份、3.5重量份、4重量份或4.5重量份，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
所述抗菌防螨粉体可以为1重量份、1.5重量份、2重量份、2.5重量份、3重量份、3.5重量份、4重量份或4.5重量份，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
本发明提供的除螨石墨烯聚氨酯海绵的制备原料包括聚醚多元醇、聚多巴胺改性石墨烯、催化剂、异氰酸酯、发泡剂和抗菌防螨粉体的组合，采用聚多巴胺改性石墨烯有助于提升石墨烯和其他原料的相容性，进而提升最终制备得到的除螨石墨烯聚氨酯海绵材料的机械性能；且聚多巴胺属于一种生物提取物，无毒无异味，使用聚多巴胺改性石墨烯搭配抗菌防螨粉体可以进一步提升最终得到的除螨石墨烯聚氨酯海绵的抑菌性能，因此，使其兼具优异机械性能和抑菌性能。
优选地，所述聚醚多元醇的羟值为30～60mg KOH/g，例如33KOH/g、36KOH/g、39KOH/g、43KOH/g、46KOH/g、49KOH/g、53KOH/g、56KOH/g或59KOH/g，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
所述聚醚多元醇可以是但不限于聚醚3010、MN-3050、Ep-455S、Ep-553、Ep-330N、ED-28或DL-2000。
优选地，所述催化剂为胺类催化剂。
所述胺类催化剂包括三乙烯二胺、双(二甲胺基乙基)醚或三乙醇胺中的任意一种或至少两种的组合。
优选地，所述发泡剂包括水。
优选地，所述聚多巴胺改性石墨烯通过如下方法制备得到，所述制备方法包括：将石墨烯和多巴胺在水溶液混合，调节pH值进行反应，得到所述聚多巴胺改性石墨烯。
优选地，所述多巴胺和石墨烯的质量比为1:(2～50)，例如1:5、1:10、1:15、1:20、1:25、1:30、1:35、1:40或1:45等。
优选地，所述调节pH值后体系的pH值为7～9，例如7.2、7.4、7.6、7.8、8、8.2、8.4、8.6或8.8，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
优选地，所述反应的温度为25～60℃，例如30℃、34℃、38℃、42℃、46℃、50℃、53℃、56℃或59℃，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
优选地，所述反应的时间为0.5～4h，例如1h、1.5h、2h、2.5h、3h或3.5h，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
优选地，所述异氰酸酯为六亚甲基二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、环已烷二异氰酸酯或二苯基亚甲基二异氰酸酯中的任意一种或至少两种的组合。
优选地，所述抗菌防螨粉体包括纳米氧化锌。
优选地，所述聚多巴胺改性石墨烯和抗菌防螨粉体的质量比为1:(0.05～0.15)，例如1:0.06、1:0.07、1:0.08、1:0.09、1:0.1、1:0.11、1:0.12、1:0.13或1:0.14等。
作为本发明的优选技术方案，本发明提供的除螨石墨烯聚氨酯海绵的制备原料中聚多巴胺改性石墨烯和抗菌防螨粉体的质量比为1:(0.05～0.15)时，才能使得最终得到的除螨石墨烯聚氨酯海绵具有优异的抑菌效果，如果聚多巴胺改性石墨烯或抗菌防螨粉体任一组分用量不足，则会导致最终得到的除螨石墨烯聚氨酯海绵的抑菌性有所下降。
优选地，所述除螨石墨烯聚氨酯海绵还包括表面活性剂和或开孔剂或水中的任意一种或至少两种的组合。
优选地，所述表面活性剂包括硅油。
例如可以是硅油L580、L618、OFX-5043huo Y10366。
优选地，所述开孔剂为甲基硅氧烷。
第二方面，本发明提供一种如第一方面所述除螨石墨烯聚氨酯海绵的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
(1)将聚醚多元醇、聚多巴胺改性石墨烯和催化剂混合，得到石墨烯多元醇浆料；
(2)将步骤(1)得到的石墨烯多元醇浆料、发泡剂、任选地开孔剂和任选地表面活性剂混合，加入异氰酸酯进行反应，得到所述除螨石墨烯聚氨酯海绵。
优选地，步骤(1)所述混合在搅拌的条件下进行，优选为在转速为1000～3000rpm(例如1200rpm、1400rpm、1600rpm、1800rpm、2000rpm、2200rpm、2400rpm、2600rpm或2800rpm等)的搅拌条件下进行。
优选地，步骤(1)所述混合的时间为20～30min，例如21min、22min、23min、24min、25min、26min、27min、28min或29min，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
优选地，步骤(1)所述混合的温度为30～150℃，例如40℃、50℃、60℃、70℃、80℃、90℃、100℃、110℃、120℃、130℃或140℃，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
优选地，步骤(1)所述石墨烯多元醇浆料中的浆料粒径小于20μm，例如18μm、16μm、14μm、12μm、10μm、8μm、6μm、4μm或2μm，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
优选地，步骤(2)所述混合的时间为10～30min，例如12min、14min、16min、18min、20min、22min、24min、26min或28min，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
优选地，步骤(2)所述反应在发泡箱进行。
优选地，步骤(2)所述反应的时间为90～150s，例如95s、100s、105s、110s、115s、120s、125s、130s、135s、140s或145s，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
优选地，步骤(2)所述反应的温度为20～40℃，例如22℃、24℃、26℃、28℃、30℃、32℃、34℃、36℃或38℃，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
作为优选技术方案，所述制备方法包括如下步骤：
(1)将聚醚多元醇、聚多巴胺改性石墨烯和催化剂在30～150℃下，转速为1000～3000rpm的搅拌条件下混合20～30min，得到浆料粒径小于20μm的石墨烯多元醇浆料；
(2)将步骤(1)得到的石墨烯多元醇浆料、发泡剂、任选地开孔剂和任选地表面活性剂混合，加入异氰酸酯在20～40℃下反应90～150s，得到所述除螨石墨烯聚氨酯海绵。
第三方面，本发明提供一种除螨床垫，所述除螨床垫采用如第一方面所述的除螨石墨烯聚氨酯海绵制备得到。
相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
本发明提供的除螨石墨烯聚氨酯海绵通过在制备原料中添加聚多巴胺改性石墨烯和抗菌防螨粉体，通过二者的配合，使得最后得到的除螨石墨烯聚氨酯海绵具有优异的抑菌性能，对于大肠杆菌的抑菌率可以达到90～＞99％，对于白色念球菌的抑菌率可以达到87～＞99％；其次选择聚多巴胺改性石墨烯可以提高了石墨烯材料的亲水性，使其可以很好的复合在聚氨酯海绵中，提高了二者的相容性，进而提升了最后制备得到的除螨石墨烯聚氨酯海绵的机械性能，使得其撕裂强度可以高达401～412N/m，抗拉强度可以高达109～121KPa，应用于除螨床垫中，完全满足需求。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
制备例1
一种聚多巴胺改性石墨烯，其制备方法包括：将质量比为1:25的石墨烯和多巴胺在水溶液中混合，调节pH值至8在40℃下反应2h，得到所述聚多巴胺改性石墨烯。
制备例2
一种聚多巴胺改性石墨烯，其制备方法包括：将质量比为1:2的石墨烯和多巴胺在水溶液中混合，调节pH值至9在60℃下反应4h，得到所述聚多巴胺改性石墨烯。
制备例3
一种聚多巴胺改性石墨烯，其制备方法包括：将质量比为1:50的石墨烯和多巴胺在水溶液中混合，调节pH值至7在25℃下反应0.5h，得到所述聚多巴胺改性石墨烯。
实施例1
一种除螨石墨烯聚氨酯海绵，制备原料具体组分如表1所示，各组分的用量单位为“重量份”。
表1
名称 实施例1 实施例2 实施例3
聚醚多元醇 75 50 100
聚多巴胺改性石墨烯 25 10 50
三乙烯二胺 0.5 0.2 1
甲苯二异氰酸酯 40 30 60
水 2.5 1 5
纳米氧化锌 2.5 0.5 5
硅油 0.05 0.01 0.1
甲基硅氧烷 0.06 0.015 0.15
实施例1～3得到的除螨石墨烯聚氨酯海绵的制备方法包括如下步骤：
(1)将聚醚多元醇(Ep-553)、聚多巴胺改性石墨烯(分别为制备例1、制备例2和制备例3得到的聚多巴胺改性石墨烯)、三乙烯二胺和水在100℃下，转速为2000rpm的搅拌条件下混合25min，得到石墨烯多元醇浆料；
(2)将步骤(1)得到的石墨烯多元醇浆料、水、硅油(L580)和甲基硅氧烷混合，加入甲苯二异氰酸酯在30℃下反应120s，得到所述除螨石墨烯聚氨酯海绵。
实施例4
一种除螨石墨烯聚氨酯海绵，其与实施例1的区别在于，聚多巴胺改性石墨烯的添加量为26重量份，纳米氧化锌的添加量为1.5重量份，其他组分、用量和制备方法均与实施例1相同。
实施例5
一种除螨石墨烯聚氨酯海绵，其与实施例1的区别在于，聚多巴胺改性石墨烯的添加量为24重量份，纳米氧化锌的添加量为3.5重量份，其他组分、用量和制备方法均与实施例1相同。
实施例6
一种除螨石墨烯聚氨酯海绵，其与实施例1的区别在于，聚多巴胺改性石墨烯的添加量为27重量份，纳米氧化锌的添加量为0.5重量份，其他组分、用量和制备方法均与实施例1相同。
实施例7
一种除螨石墨烯聚氨酯海绵，其与实施例1的区别在于，聚多巴胺改性石墨烯的添加量为23重量份，纳米氧化锌的添加量为4.5重量份，其他组分、用量和制备方法均与实施例1相同。
对比例1
一种除螨石墨烯聚氨酯海绵，其与实施例1的区别在于，采用石墨烯替换制备例1得到的聚多巴胺改性石墨烯，其他组分、用量和制备方法均与实施例1相同。
对比例2
一种除螨石墨烯聚氨酯海绵，其与实施例1的区别在于，聚多巴胺改性石墨烯的添加量为27.5重量份，不添加纳米氧化锌，其他组分、用量和制备方法均与实施例1相同。
对比例3
一种除螨石墨烯聚氨酯海绵，其与实施例1的区别在于，纳米氧化锌的添加量为27.5重量份，不添加聚多巴胺改性石墨烯，其它组分、用量和制备方法均与实施例1相同。
性能测试：
(1)撕裂强度：按照GB/T10808-2006提供的测试方法进行测试；
(2)抗拉强度：按照GB/T6344-2008提供的测试方法进行测试；
(3)抑菌率：按照GB/T20944.3-2008提供的测试方法进行测试。
按照上述测试方法对实施例1～7和对比例1～3提供的除螨石墨烯聚氨酯海绵进行测试，测试结果如表2所示：
表2
Figure BDA0003033597990000111
Figure BDA0003033597990000121
根据表2数据可以看出，本发明提供的除螨石墨烯聚氨酯海绵兼具优异的机械性能和抗菌性能。
具体而言，实施例1～7提供的除螨石墨烯聚氨酯海绵的撕裂强度为401～412N/m，抗拉强度为109～121KPa，对于大肠杆菌的抑菌率为90～＞99％，对于白色念球菌的抑菌率为87～＞99％。
通过比较实施例1和对比例1可以发现，采用石墨烯替换聚多巴胺改性石墨烯制备得到的除螨石墨烯聚氨酯海绵的机械性能和抑菌性能均有所下降，这是因为采用未改性的石墨烯与聚氨酯海绵的相容性差，难以进行有效的复合所造成的。
通过比较实施例1和对比例2～3可以发现，单独使用纳米氧化锌(对比例3)和单独使用聚多巴胺改性石墨烯(对比例2)制备得到的除螨石墨烯聚氨酯海绵的抑菌性能均很差，且单独使用纳米氧化锌(对比例3)得到的除螨石墨烯聚氨酯海绵的撕裂强度和抗拉强度也较差。
进一步比较实施例1和实施例4～7可以发现，当添加的聚多巴胺改性石墨烯和纳米氧化锌不在本发明设定的特定比例范围内时，制备得到的除螨石墨烯聚氨酯海绵的抑菌性能并不理想。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明一种除螨石墨烯聚氨酯海绵及其制备方法和应用，但本发明并不局限于上述实施例，即不意味着本发明必须依赖上述实施例才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (10)

1.一种除螨石墨烯聚氨酯海绵，其特征在于，所述除螨石墨烯聚氨酯海绵的制备原料按照重量份包括如下组分：聚醚多元醇50～100重量份、聚多巴胺改性石墨烯10～50重量份、催化剂0.2～1重量份、异氰酸酯30～60重量份、发泡剂1～5重量份和抗菌防螨粉体0.5～5重量份。
2.根据权利要求1所述的除螨石墨烯聚氨酯海绵，其特征在于，所述聚醚多元醇的羟值为30～60mgKOH/g。
3.根据权利要求1或2所述的除螨石墨烯聚氨酯海绵，其特征在于，所述催化剂为胺类催化剂；
优选地，所述胺类催化剂包括三乙烯二胺、双(二甲胺基乙基)醚或三乙醇胺中的任意一种或至少两种的组合；
优选地，所述发泡剂包括水。
4.根据权利要求1～3任一项所述的除螨石墨烯聚氨酯海绵，其特征在于，所述聚多巴胺改性石墨烯通过如下方法制备得到，所述方法包括：将石墨烯和多巴胺在水溶液中混合，调节pH值进行反应，得到所述聚多巴胺改性石墨烯；
优选地，所述多巴胺和石墨烯的质量比为1:(2～50)；
优选地，所述调节pH值后体系的pH值为7～9；
优选地，所述反应的温度为25～60℃；
优选地，所述反应的时间为0.5～4h。
5.根据权利要求1～4任一项所述的除螨石墨烯聚氨酯海绵，其特征在于，所述异氰酸酯包括六亚甲基二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、环已烷二异氰酸酯或二苯基亚甲基二异氰酸酯中的任意一种或至少两种的组合；
优选地，所述抗菌防螨粉体包括纳米氧化锌；
优选地，所述聚多巴胺改性石墨烯和抗菌防螨粉体的质量比为1:(0.05～0.15)。
6.根据权利要求1～5任一项所述的除螨石墨烯聚氨酯海绵，其特征在于，所述除螨石墨烯聚氨酯海绵还包括表面活性剂和/或开孔剂；
优选地，所述表面活性剂包括硅油；
优选地，所述开孔剂为甲基硅氧烷。
7.一种如权利要求1～6任一项所述除螨石墨烯聚氨酯海绵的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
(1)将聚醚多元醇、聚多巴胺改性石墨烯和催化剂混合，得到石墨烯多元醇浆料；
(2)将步骤(1)得到的石墨烯多元醇浆料、发泡剂、任选地开孔剂和任选地表面活性剂进行混合，加入异氰酸酯进行反应，得到所述除螨石墨烯聚氨酯海绵。
8.根据权利要求7所述的所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述混合在搅拌的条件下进行，优选为在转速为1000～3000rpm的搅拌条件下进行；
优选地，步骤(1)所述混合的时间为20～30min；
优选地，步骤(1)所述混合的温度为30～150℃；
优选地，步骤(1)所述石墨烯多元醇浆料中的浆料粒径小于20μm；
优选地，步骤(2)所述混合的时间为10～30min；
优选地，步骤(2)所述反应在发泡箱进行；
优选地，步骤(2)所述反应的时间为90～150s；
优选地，步骤(2)所述反应的温度为20～40℃。
9.根据权利要求7或8所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
(1)将聚醚多元醇、聚多巴胺改性石墨烯和催化剂在30～150℃下，转速为1000～3000rpm的搅拌条件下混合20～30min，得到浆料粒径小于20μm的石墨烯多元醇浆料；
(2)将步骤(1)得到的石墨烯多元醇浆料、发泡剂、任选地开孔剂和任选地表面活性剂混合，加入异氰酸酯在20～40℃下反应90～150s，得到所述除螨石墨烯聚氨酯海绵。
10.一种除螨床垫，其特征在于，所述除螨床垫采用如权利要求1～6任一项所述的除螨石墨烯聚氨酯海绵制备得到。
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103467702A (zh) * 2013-09-26 2013-12-25 南京年吉冷冻食品有限公司 一种抗菌型软质聚氨酯泡沫塑料的制备方法
CN106362601A (zh) * 2016-09-28 2017-02-01 扬州云彩新材料科技有限公司 一种具有抗菌功能的纳米纤维膜过滤材料及其制备方法
CN106807338A (zh) * 2016-12-27 2017-06-09 中国石油大学(华东) 一种用于油水分离的改性石墨烯增强聚氨酯海绵的制备方法
CN107828046A (zh) * 2017-11-09 2018-03-23 江南大学 一种水性聚氨酯/多巴胺改性石墨烯纳米复合乳液的制备方法
TWI664200B (zh) * 2018-03-27 2019-07-01 禎佶祥實業股份有限公司 吸油透水石墨烯海綿
CN111560107A (zh) * 2020-06-10 2020-08-21 东莞市腾崴塑胶制品有限公司 一种抑菌防螨海绵及其制备方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103467702A (zh) * 2013-09-26 2013-12-25 南京年吉冷冻食品有限公司 一种抗菌型软质聚氨酯泡沫塑料的制备方法
CN106362601A (zh) * 2016-09-28 2017-02-01 扬州云彩新材料科技有限公司 一种具有抗菌功能的纳米纤维膜过滤材料及其制备方法
CN106807338A (zh) * 2016-12-27 2017-06-09 中国石油大学(华东) 一种用于油水分离的改性石墨烯增强聚氨酯海绵的制备方法
CN107828046A (zh) * 2017-11-09 2018-03-23 江南大学 一种水性聚氨酯/多巴胺改性石墨烯纳米复合乳液的制备方法
TWI664200B (zh) * 2018-03-27 2019-07-01 禎佶祥實業股份有限公司 吸油透水石墨烯海綿
CN111560107A (zh) * 2020-06-10 2020-08-21 东莞市腾崴塑胶制品有限公司 一种抑菌防螨海绵及其制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
陈可平 等: ""聚多巴胺改性的石墨烯微片在热塑性聚氨酯中的增强增韧作用"", 《《中国化学会2017全国高分子学术论文报告会摘要集》》 *

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