本發明涉及一種聚氨酯-聚二苯胺抗靜電材料的制備方法，屬于抗靜電領域。
背景技術：
目前聚合物抗靜電方法主要有:添加抗靜電劑;填充炭黑、金屬、金屬氧化物、無機鹽等導電填料;與親水性聚合物或導電高分子共混等。雖然在聚氨酯材料中添加抗靜電劑或無機導電粉末具有一定的抗靜電效果,但抗靜電持久性差,同時材料性能也有一定下降。我發明了一種種聚氨酯-聚二苯胺抗靜電材料的制備方法該方法簡單，制備的聚氨酯-聚二苯胺抗靜電材料抗靜電效果好持久性好。
技術實現要素：
針對上述現有技術存在的問題，本發明提供一種聚氨酯-聚二苯胺抗靜電材料的制備方法。
為了實現上述目的，本發明采用的技術方案是一種聚氨酯-聚二苯胺抗靜電材料的制備方法。包括以下步驟：
步驟1、首先稱取一定量的二苯胺，然后進行減壓蒸餾處理，于0～5℃下保存；
步驟2、稱取十二烷基苯磺酸鈉溶于去離子水中在30℃油浴下攪拌溶解，然后將上述處理好的二苯胺加入到十二烷基苯磺酸鈉的溶液里，滾動式攪拌器處理2h;
步驟3、然后在真空手套箱中，將(nh4)2s2o8溶于1.5mol/l的hcl溶液里中得到無色溶液，同時紅外處理1h;
步驟4、然后將上述處理的二苯胺溶液轉移到冰水浴下，磁力攪拌下處理2h;
步驟5、然后將處理好的(nh4)2s2o8溶液以每分鐘30滴速度滴加到上述冰水浴處理的二苯胺溶液里，溶液顏色迅速轉為深藍綠色,并有顆粒狀沉淀生成,
步驟6、反應3～4h后,抽濾,依次用1mol/l的hcl、去離子水洗滌至濾液呈無色,即得到黑色粉末狀摻雜態聚二苯胺；
步驟7、將制得的聚二苯胺110℃干燥24h后,用球磨機研磨30min,密閉保存；
步驟8、將三苯基甲烷三異氰酸酯、聚醚三醇及少量的催化劑辛酸亞錫加入250ml裝有恒速攪拌器、回流冷凝管的三口瓶中,升溫至70℃反應4h,冷卻至室溫,得聚氨酯預聚物；
步驟9、取上述制得的聚氨酯預聚物,加入上述制得的的聚二苯胺粉末、乙醇，丙三醇、超聲混合均勻后放入120mm×120mm×50mm平板模具中于150℃固化3h后脫模得抗靜電材料。
有益效果:本發明一種聚氨酯-聚二苯胺抗靜電材料的制備方法。通過原料的配比和制備操作可以使聚苯胺中的n-h鍵上的h原子在聚氨酯預聚物固化時參與了反應,形成了交聯的網狀結構。這種交聯的網狀結構也增加了聚苯胺粉末與聚氨酯基體之間的相互作用。從而可以增強其協同作用。在制備過程中采用酸處理可以更好的對材料進行改性，達到更好的抗靜電效果。其中施例1制取二苯胺，三苯基甲烷三異氰酸酯，(nh4)2s2o8比例為27:52:8的樣（單位份）。二苯胺27份，三苯基甲烷三異氰酸酯52份，(nh4)2s2o88份，十二烷基苯磺酸鈉5份，1.5mol/l的hcl10份，聚醚三醇6份，辛酸亞錫2份，乙醇5份，丙三醇份，去離子水20份。實施例2制取二苯胺，三苯基甲烷三異氰酸酯，(nh4)2s2o8比例為20:57:13的樣（單位份）。二苯胺20份，三苯基甲烷三異氰酸酯57份，(nh4)2s2o813份。其他原料用量，操作步驟跟實施例1一樣。制得的聚氨酯-聚二苯胺抗靜電材料抗靜電性能最好，試驗發現，將聚氨酯預聚物再經過改性處理得到的產物其抗靜電性能最好得到大大提升。
具體實施方式
實施例1制取二苯胺，三苯基甲烷三異氰酸酯，(nh4)2s2o8比例為27:52:8的樣（單位份）。二苯胺27份，三苯基甲烷三異氰酸酯52份，(nh4)2s2o88份，十二烷基苯磺酸鈉5份，1.5mol/l的hcl10份，聚醚三醇6份，辛酸亞錫2份，乙醇5份，丙三醇份，去離子水20份。
步驟1、首先稱取27份的二苯胺，然后進行減壓蒸餾處理，于0～5℃下保存；
步驟2、稱取5份十二烷基苯磺酸鈉溶于20份去離子水中在30℃油浴下攪拌溶解，然后將上述處理好的二苯胺加入到十二烷基苯磺酸鈉的溶液里，滾動式攪拌器處理2h;
步驟3、然后在真空手套箱中，將8份(nh4)2s2o8溶于10份1.5mol/l的hcl溶液里中得到無色溶液，同時紅外處理1h;
步驟4、然后將上述處理的二苯胺溶液轉移到冰水浴下，磁力攪拌下處理2h;
步驟5、然后將處理好的(nh4)2s2o8溶液以每分鐘30滴速度滴加到上述冰水浴處理的二苯胺溶液里，溶液顏色迅速轉為深藍綠色,并有顆粒狀沉淀生成,
步驟6、反應3～4h后,抽濾,依次用1mol/l的hcl、去離子水洗滌至濾液呈無色,即得到黑色粉末狀摻雜態聚二苯胺；
步驟7、將制得的聚二苯胺110℃干燥24h后,用球磨機研磨30min,密閉保存；
步驟8、將52份三苯基甲烷三異氰酸酯、6份聚醚三醇及2份催化劑辛酸亞錫加入250ml裝有恒速攪拌器、回流冷凝管的三口瓶中,升溫至70℃反應4h,冷卻至室溫,得聚氨酯預聚物；
步驟9、取上述制得的聚氨酯預聚物,加入上述制得的的聚二苯胺粉末、5份乙醇，5份丙三醇、超聲混合均勻后放入120mm×120mm×50mm平板模具中于150℃固化3h后脫模得抗靜電材料；
實施例2制取二苯胺，三苯基甲烷三異氰酸酯，(nh4)2s2o8比例為20:57:13的樣（單位份）。二苯胺20份，三苯基甲烷三異氰酸酯57份，(nh4)2s2o813份。其他原料用量，操作步驟跟實施例1一樣。
實施例3制取二苯胺，三苯基甲烷三異氰酸酯，(nh4)2s2o8比例為25:52:8的樣（單位份）。二苯胺25份，三苯基甲烷三異氰酸酯52份，(nh4)2s2o88份。其他原料用量，操作步驟跟實施例1一樣。
實施例4制取二苯胺，三苯基甲烷三異氰酸酯，(nh4)2s2o8比例為23:52:8的樣（單位份）。二苯胺23份，三苯基甲烷三異氰酸酯52份，(nh4)2s2o88份。其他原料用量，操作步驟跟實施例1一樣。
實施例5制取二苯胺，三苯基甲烷三異氰酸酯，(nh4)2s2o8比例為21:52:8的樣（單位份）。二苯胺21份，三苯基甲烷三異氰酸酯52份，(nh4)2s2o88份。其他原料用量，操作步驟跟實施例1一樣。
實施例6制取二苯胺，三苯基甲烷三異氰酸酯，(nh4)2s2o8比例為19:52:8的樣（單位份）。二苯胺19份，三苯基甲烷三異氰酸酯52份，(nh4)2s2o88份。其他原料用量，操作步驟跟實施例1一樣。
實施例制7取二苯胺，三苯基甲烷三異氰酸酯，(nh4)2s2o8比例為29:52:8的樣（單位份）。二苯胺29份，三苯基甲烷三異氰酸酯52份，(nh4)2s2o88份。其他原料用量，操作步驟跟實施例1一樣。
實施例8制取二苯胺，三苯基甲烷三異氰酸酯，(nh4)2s2o8比例為31:52:8的樣（單位份）。二苯胺31份，三苯基甲烷三異氰酸酯52份，(nh4)2s2o88份。其他原料用量，操作步驟跟實施例1一樣。
實施例9制取二苯胺，三苯基甲烷三異氰酸酯，(nh4)2s2o8比例為33:52:8的樣（單位份）。二苯胺33份，三苯基甲烷三異氰酸酯52份，(nh4)2s2o88份。其他原料用量，操作步驟跟實施例1一樣。
實施例10制取二苯胺，三苯基甲烷三異氰酸酯，(nh4)2s2o8比例為27:50:8的樣（單位份）。二苯胺27份，三苯基甲烷三異氰酸酯50份，(nh4)2s2o88份。其他原料用量,操作步驟跟實施例1一樣。
實施例11制取二苯胺，三苯基甲烷三異氰酸酯，(nh4)2s2o8比例為27:48:8的樣（單位份）。二苯胺27份，三苯基甲烷三異氰酸酯48份，(nh4)2s2o88份。其他原料用量，操作步驟跟實施例1一樣。
實施例12制取二苯胺，三苯基甲烷三異氰酸酯，(nh4)2s2o8比例為27:52:9的樣（單位份）。二苯胺27份，三苯基甲烷三異氰酸酯52份，(nh4)2s2o89份，操作步驟跟實施例1一樣。
實施例13制取二苯胺，三苯基甲烷三異氰酸酯，(nh4)2s2o8比例為27:52:10的樣（單位份）。二苯胺27份，三苯基甲烷三異氰酸酯52份，(nh4)2s2o810份。其他原料用量，操作步驟跟實施例1一樣。
實施例14
步驟1、首先稱取27份的二苯胺，然后進行減壓蒸餾處理，于0～5℃下保存；
步驟2、稱取5份十二烷基苯磺酸鈉溶于20份去離子水中在30℃油浴下攪拌溶解，然后將上述處理好的二苯胺加入到十二烷基苯磺酸鈉的溶液里，滾動式攪拌器處理2h;
步驟3、然后在真空手套箱中，將8份(nh4)2s2o8溶于10份1.5mol/l的hcl溶液里中得到無色溶液，同時紅外處理1h;
步驟4、然后將上述處理的二苯胺溶液轉移到冰水浴下，磁力攪拌下處理2h;
步驟5、然后將處理好的(nh4)2s2o8溶液以每分鐘30滴速度滴加到上述冰水浴處理的二苯胺溶液里，溶液顏色迅速轉為深藍綠色,并有顆粒狀沉淀生成,
步驟6、反應3～4h后,抽濾,依次用1mol/l的hcl、去離子水洗滌至濾液呈無色,即得到黑色粉末狀摻雜態聚二苯胺；
步驟7、將制得的聚二苯胺110℃干燥24h后,用球磨機研磨30min,密閉保存；
步驟8、將52份三苯基甲烷三異氰酸酯、6份聚醚三醇及2份催化劑辛酸亞錫加入250ml裝有恒速攪拌器、回流冷凝管的三口瓶中,升溫至70℃反應4h,冷卻至室溫,得聚氨酯預聚物；
步驟9、然后用硝酸釔，氨氣進行改性處理：將上述制得的聚氨酯預聚物浸在0.25mol/l的硝酸釔水溶液中2h,然后時在通入氨氣，氨氣與空氣體積比3:7,同時進行磁力攪拌50℃油浴3h;
步驟10、對上述改性處理好的聚氨酯預聚物進行70%高氯酸溶液氧化處理，將聚氨酯預聚物浸泡在高氯酸溶液里4h；
步驟11、取上述改性處理制得的聚氨酯預聚物,加入上述制得的的聚二苯胺粉末、5份乙醇，5份丙三醇、超聲混合均勻后放入120mm×120mm×50mm平板模具中于150℃固化3h后脫模得抗靜電材料。
對照例1制取二苯胺，三苯基甲烷三異氰酸酯，(nh4)2s2o8比例為27:52:8的樣（單位份）。二苯胺27份，三苯基甲烷三異氰酸酯52份，(nh4)2s2o88份。其中不對二苯胺進行減壓蒸餾處理，其他原料用量，操作步驟跟實施例1一樣。
對照例2制取二苯胺，三苯基甲烷三異氰酸酯，(nh4)2s2o8比例為27:52:8的樣（單位份）。二苯胺27份，三苯基甲烷三異氰酸酯52份，(nh4)2s2o88份。其中不對(nh4)2s2o8溶液進行紅外處理，操作步驟跟實施例1一樣。
對照例3制取二苯胺，三苯基甲烷三異氰酸酯，(nh4)2s2o8比例為27:52:8的樣（單位份）。二苯胺27份，三苯基甲烷三異氰酸酯52份，(nh4)2s2o88份。其中不對二苯胺進行冰水浴處理，其他原料用量，操作步驟跟實施例1一樣。
對照例4制取二苯胺，三苯基甲烷三異氰酸酯，(nh4)2s2o8比例為27:52:8的樣（單位份）。二苯胺27份，三苯基甲烷三異氰酸酯52份，(nh4)2s2o88份。其中不對(nh4)2s2o8溶液進行酸處理，操作步驟跟實施例1一樣。
對照例5制取二苯胺，(nh4)2s2o8比例為27:8的樣（單位份）。二苯胺27份，(nh4)2s2o88份。不加入三苯基甲烷三異氰酸酯，其他原料用量，操作步驟跟實施例1一樣。
對照例6制取三苯基甲烷三異氰酸酯，(nh4)2s2o8比例為52:8的樣（單位份）。三苯基甲烷三異氰酸酯52份，(nh4)2s2o88份。其中不加入二苯胺，其他原料用量，操作步驟跟實施例1一樣。
體積電阻率測試：一般情況下,材料的體積電阻率降低到1010ω°m或以下時,材料易于向環境泄漏表面的靜電荷,從而避免對被包裝物產生靜電危害。因此,本研究中也用這一標準來判斷材料的抗靜電性能。樣品的室溫電阻率按gb/t15662-1995測定。
通過實驗結果表明：可以發現對比實施例，實施例1,2制得的聚氨酯-聚二苯胺抗靜電材料抗靜電效果最好。說明該原料配比具有更好的協同作用，操作工藝最有利于合成抗靜電效果好的聚氨酯-聚二苯胺抗靜電材料。其它工藝下制得的聚氨酯-聚二苯胺抗靜電材料抗靜電化性能一般。對比實施例1，對比例1,2,3,4,5，6可以發現。進行對二苯胺進行減壓蒸餾處理，對(nh4)2s2o8溶液進行紅外，酸處理，對二苯胺進行冰水浴處理，加入三苯基甲烷三異氰酸酯，二苯胺制得的聚氨酯-聚二苯胺抗靜電材料抗靜電效果好。
實施例1和14可看出，經過改性處理的聚氨酯預聚物對于整個材料的靜電性能有著非常重要的影響，其大大增強了材料的抗靜電性能。