一种聚氨酯及其制备方法

技术领域

本申请涉及聚氨酯技术领域，尤其是涉及一种聚氨酯及其制备方法。

背景技术

聚氨酯是一种有机高分子合成材料，具有良好的弹性、耐磨性、耐低温性、耐油性和拉伸强度，广泛应用于建筑领域、家居领域、日用品领域、交通领域、家电领域等，常用于制作脚轮、密封件、电线电缆的护套、合成革、减震块等。

密封圈是将一种东西密封，使其不容易打开，起到减震、隔音、防水、隔热、固定、防尘等作用的产品，现在市场上出售的密封圈大多为橡胶材质，其机械性能、耐磨性及耐高压性能较差。

而聚氨酯弹性材料因具有良好的机械性能、耐磨性及耐高压性能而广受欢迎，并且聚氨酯弹性材料同时具有优异的耐臭氧性、耐油性能，但是聚氨酯弹性材料长久放置之后，导致其老化，进而导致力学性能衰减。

发明内容

为了改善聚氨酯弹性材料长久放置之后，导致其老化，进而导致力学性能衰减的问题，本申请提供了一种聚氨酯及其制备方法。

本申请提供了一种聚氨酯，采用如下的技术方案：

一种聚氨酯，以重量份数计，包括90-110份的组分A和5-20份的组分B，组分A为聚氨酯预聚体；组分B按重量份计，包括如下组分：30-50份多元醇、1-6份扩链剂、0.05-0.1份催化剂、1-3份纳米氧化钛粉末和1-2份色浆；

组分A由按重量份计的60-70份聚酯多元醇、10-20份改性硅土与20-40份二异氰酸酯在温度65-75℃下反应2-3h，得到聚氨酯预聚体。

通过采用上述技术方案，采用聚氨酯预聚体、多元醇、扩链剂、催化剂和纳米氧化钛粉末制备聚氨酯，得到的聚氨酯具有较好的力学性能、耐热性和耐磨性，聚氨酯的各性能参数提高，拉伸强度和撕裂强度显著提高；同时，纳米氧化钛粉末具有较高的光稳定性和耐化学性能，能够提高聚氨酯的抗紫外性能、力学性能和力学稳定性。

组分A采用聚酯多元醇、改性硅土与二异氰酸酯制备而成，改性硅土具有较好的分散性，能够改善聚氨酯的分散性能，同时改性硅土能够促进聚氨酯预聚体与扩链剂产生交联，形成致密的网状结构，提高聚氨酯的力学性能，制得的聚氨酯结构均一、稳定，具有较好的力学稳定性；另外，改性硅土具有一定的粘性，提高聚氨酯各组分之间的粘结性，配合纳米氧化钛粉末，进一步提高聚氨酯的耐磨性和力学性能。

优选的，所述聚酯多元醇为己二酸系聚酯二元醇和/或苯酐系聚酯二元醇，聚酯多元醇的数均分子量为1000-2000。

通过采用上述技术方案，聚酯多元醇分子中含有较多的极性酯基，可形成较强的分子内氢键，与二异氰酸酯、改性硅土混合，得到的聚氨酯预聚体具有较好的结构强度和耐磨性，在后续制备聚氨酯过程中，使制得的聚氨酯具有较高的强度、耐磨性及力学性能。

优选的，所述二异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯TDI-100和/或甲苯二异氰酸酯TDI-80。

通过采用上述技术方案，二异氰酸酯是制造聚氨酯材料的原料，异氰酸酯的特殊分子结构可以赋予聚氨酯优异的耐水性和粘接性，在后续制备聚氨酯具有优异的应用性能。

优选的，所述组分B中的多元醇为己二酸系聚酯二元醇、苯酐系聚酯二元醇和脂环族聚酯二元醇中的一种或几种，数均分子量为1000-3000。

通过采用上述技术方案，多元醇是聚氨酯制备中重要的原料，多元醇的结构不同，对聚氨酯的性能影响较大，本申请使用的多元醇制备的聚氨酯具有较好的力学性能、耐热性和耐磨性能。

优选的，所述扩链剂选自1,4-丁二醇、1,6-己二醇、3,3'-二氯-4,4'-二氨基二苯基甲烷和3,5-二甲硫基甲苯二胺中的一种或几种；所述催化剂为有机铋类催化剂或胺类催化剂。

通过采用上述技术方案，扩链剂用于提高聚氨酯的力学性能和工艺性能，扩链剂与聚氨酯预聚体链上的官能团反应而使分子链扩展、分子量增大，进而改善分子链的长度，有助于提高聚氨酯的力学性能，改善硬度、撕裂和拉伸强度等物理性能；催化剂促进混合物反应的效率，通过催化剂作用、使反应物迅速反应，分子链快速增长、形成高分子量的聚合物材料。

优选的，所述改性硅土的制备方法，包括如下步骤：

S1、将硅土进行破碎、粗磨和过筛得到硅土粉体，将硅土粉体与草酸混合，过滤，洗涤至中性，烘干，得到预处理的硅土，然后将预处理的硅土分散到乙醇溶液中，然后加入聚羧酸盐类分散剂，得到硅土浆料；

S2、将凹凸棒土分散于乙醇中，加入改性石墨烯，在温度80-90℃下搅拌2-3h，得到分散液；S3、将步骤S1得到的硅土浆料、步骤S2得到的分散液和硅烷偶联剂混合，在温度60-80℃下搅拌3-5h，得到改性硅土。

通过采用上述技术方案，硅土经过破碎、粗磨，部分的硅土的片层被剥离，硅土的颗粒内形成孔隙，达到疏松的状态，硅土的比表面积增大，草酸与硅土粉体混合，去除了硅土中的杂质矿物、并疏通孔道，进一步增加了硅土的比表面积，加入聚羧酸盐类分散剂，在分散剂的作用下，分散体系的粘度降低，使得硅土具有良好的流动性，降低了硅土颗粒间聚集的机率，而使体系保持其分散稳定性和悬浮效果。

凹凸棒土是一种具链层状结构的含水富镁铝硅酸盐粘土矿物，具有良好的力学稳定性，改性石墨烯具有良好的导热性能、力学性能和防腐性能，改性石墨烯、凹凸棒土和硅土混合，凹凸棒土和改性石墨烯增强体系的力学性能，同时凹凸棒土表面丰富的活性基团可以提高改性石墨烯的表面附着力，使改性石墨烯负载在凹凸棒土和硅土的表面，进一步增加了体系的力学性能和耐热性能；当后续应用于聚氨酯中，提升聚氨酯的力学性能和热稳定性，同时改性石墨烯、凹凸棒土和硅土具有较好的稳定性，进一步提高改性硅土的稳定性，当应用于聚氨酯中，进而提高聚氨酯的稳定性，使聚氨酯长时间放置依然保持较好的力学性能、耐热性能和耐老化性能。

改性硅土应用于聚氨酯预聚体中，由于改性硅土具有良好的分散性，使得改性硅土在聚氨酯预聚体中的分散效果较好，不仅可以提高聚氨酯组合物的密度、强度和拉伸性能，而且改性硅土的片层结构与聚氨酯预聚体具有较好的结合力和相容性，当产品受到外力作用时，改性硅土与预聚体不易脱离，从而避免产品产生裂纹，起到增韧、增强、提高耐磨性能和耐热性能的作用，且当产品放置一段时间后，产品仍然具有较好的力学性能。

优选的，所述硅土、凹凸棒土和改性石墨烯的质量比为1:0.5-0.9:0.02-0.06。

通过采用上述技术方案，限定硅土、凹凸棒土和改性石墨烯的质量比，得到综合性能较优的改性硅土，硅土、凹凸棒土和改性石墨烯之间具有协同作用，凹凸棒土增加了改性石墨烯与硅土、凹凸棒土之间的粘结性，同时改性硅土具有较好的分散性，后续应用于聚氨酯中具有较好的相容性，进而提高聚氨酯的力学性能和耐热性能。

优选的，所述改性石墨烯的制备方法，包括如下步骤：

S1、将聚丙烯腈纳米纤维溶于质量浓度为1-3％的NaOH溶液中，浸泡18-20h，水洗，烘干，得到预处理的聚丙烯腈纳米纤维；

S2、将β-环糊精溶于质量浓度为15-20％的NaOH溶液中，在温度85-95℃下搅拌1-2h，然后加入步骤S1得到的预处理的聚丙烯腈纳米纤维，搅拌2-3h，水洗至中性，干燥，研磨，得到混合物；

S3、将步骤S2得到的混合物分散于水中，加入氧化石墨烯和木质素，超声分散1-2h，得到分散液，然后干燥，得到改性石墨烯。

通过采用上述技术方案，聚丙烯腈纳米纤维用NaOH溶液进行腐蚀，使聚丙烯腈纳米纤维表面产生孔洞，而木质素具有较高的力学强度、弹性和流动性，木质素负载于聚丙烯腈纳米纤维表面和孔洞内，提高了聚氨酯的力学性能，同时聚丙烯腈纳米纤维负载于氧化石墨烯的表面，进而增加了氧化石墨烯的力学性能、抗菌性能和防静电性能；另外，聚丙烯腈纳米纤维与氧化石墨烯具有较强吸附作用，改善了石墨烯的亲水性,可以有效地促进石墨烯在水中的均匀分散，降低了氧化石墨烯团聚的机率。β-环糊精具有一定的粘性，增加了聚丙烯腈纳米纤维、木质素和氧化石墨烯之间的粘结性，有助于增加改性石墨烯结构的稳定性，同时，β-环糊精与NaOH溶液混合，稳定β-环糊精的分子结构，防止β-环糊精因为高温受热而分解，进而有助于后续与氧化石墨烯、木质素混合，进而有助于稳定改性石墨烯的力学性能，使改性石墨烯的结构长期稳定，有助于保持改性石墨烯的力学性能。

优选的，所述聚丙烯腈纳米纤维、木质素和氧化石墨烯的质量比为1:0.2-0.5:0.01-0.05。

通过采用上述技术方案，控制聚丙烯腈纳米纤维、β-环糊精和氧化石墨烯的质量比，得到力学性能更优的改性石墨烯，聚丙烯腈纳米纤维、木质素和氧化石墨烯之间具有协同作用，聚丙烯腈纳米纤维和木质素增加了氧化石墨烯的力学性能，同时降低了氧化石墨烯团聚的机率，有助于后续改性石墨烯的结构稳定性，进而有助于后续改善聚氨酯的力学性能和结构稳定性。

第二方面，本申请还提供了一种聚氨酯的制备方法，包括以下步骤：

将多元醇、扩链剂、色浆、纳米氧化钛粉末和催化剂混合均匀，得到组分B，将组分A和组分B进行混合，在60-80℃下搅拌30-60s后，浇注到模具中，在25-35℃下进行固化4-5h，然后80-90℃下后硫化8-10h，得到聚氨酯。

综上所述，本申请具有如下有益效果：

1、本申请中采用聚氨酯预聚体、多元醇、扩链剂、催化剂和纳米氧化钛粉末制备聚氨酯，得到的聚氨酯具有较好的力学性能、耐热性和耐磨性，聚氨酯的各性能参数提高，拉伸强度和撕裂强度显著提高；同时，纳米氧化钛粉末具有较高的光稳定性和耐化学性能，能够提高聚氨酯的抗紫外性能、力学性能和力学稳定性。

2、本申请中组分A采用聚酯多元醇、改性硅土与二异氰酸酯制备而成，改性硅土具有较好的分散性，能够改善聚氨酯的分散性能，同时改性硅土能够促进聚氨酯预聚体与扩链剂产生交联，形成致密的网状结构，提高聚氨酯的力学性能，制得的聚氨酯结构均一、稳定，具有较好的力学稳定性；另外，改性硅土具有一定的粘性，提高聚氨酯各组分之间的粘结性，配合纳米氧化钛粉末，进一步提高聚氨酯的耐磨性和力学性能。

3、本申请改性硅土应用于聚氨酯预聚体中，由于改性硅土具有良好的分散性，使得改性硅土在聚氨酯预聚体中的分散效果较好，不仅可以提高聚氨酯组合物的密度、强度和拉伸性能，而且改性硅土的片层结构与聚氨酯预聚体具有较好的结合力和相容性，当产品受到外力作用时，改性硅土与预聚体不易脱离，从而避免产品产生裂纹，起到增韧、增强、提高耐磨性能和耐热性能的作用，且当产品放置一段时间后，产品仍然具有较好的力学性能。

具体实施方式

以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。

实施例及对比例中所使用的原料均可通过市售获得，其中，扩链剂为1,4-丁二醇，催化剂为二甲氨基乙基，聚酯多元醇为己二酸系聚酯二元醇，多元醇为脂环族聚酯二元醇，二异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯TDI-100。

改性硅土的制备

制备例1-1

改性硅土的制备方法，包括如下步骤：

S1、将1kg硅土进行破碎、粗磨和过筛得到硅土粉体，将硅土粉体与10L草酸混合，过滤，洗涤至中性，烘干，得到预处理的硅土，然后将预处理的硅土分散到15L乙醇溶液中，然后加入0.5kg聚羧酸盐类分散剂，得到硅土浆料；

S2、将凹凸棒土分散于10L乙醇中，加入改性石墨烯，在温度85℃下搅拌3h，得到分散液；其中，硅土、凹凸棒土和改性石墨烯的质量比为1:0.7:0.04；

S3、将步骤S1得到的硅土浆料、步骤S2得到的分散液和0.2kg硅烷偶联剂混合，在温度70℃下搅拌4h，得到改性硅土。

制备例1-2

与制备例1-1的区别在于，不经过步骤S1。

制备例1-3

与制备例1-1的区别在于，步骤S2中，不加入凹凸棒土。

制备例1-4

与制备例1-1的区别在于，步骤S2中，不加入改性石墨烯。

制备例1-5

与制备例1-1的区别在于，步骤S2中，改性石墨烯用等量的石墨烯代替。

制备例1-6

与制备例1-1的区别在于，硅土、凹凸棒土和改性石墨烯的质量比为1:0.5:0.02。

制备例1-7

与制备例1-1的区别在于，硅土、凹凸棒土和改性石墨烯的质量比为1:0.9:0.06。

制备例1-8

与制备例1-1的区别在于，硅土、凹凸棒土和改性石墨烯的质量比为1:0.2:0.09。

改性石墨烯的制备例

制备例2-1

改性石墨烯的制备方法，包括如下步骤：

S1、将1.2kg聚丙烯腈纳米纤维溶于10L质量浓度为2％的NaOH溶液中，浸泡20h，水洗，烘干，得到预处理的聚丙烯腈纳米纤维；

S2、将0.2kgβ-环糊精溶于5L质量浓度为20％的NaOH溶液中，在温度90℃下搅拌2h，然后加入步骤S1得到的预处理的聚丙烯腈纳米纤维，搅拌3h，水洗至中性，干燥，研磨，得到混合物；

S3、将步骤S2得到的混合物分散于水中，加入氧化石墨烯和木质素，超声分散2h，得到分散液，然后干燥，得到改性石墨烯；其中，聚丙烯腈纳米纤维、木质素和氧化石墨烯的质量比为1:0.35:0.03。

制备例2-2

与制备例2-1的区别在于，不进行步骤S1。

制备例2-3

与制备例2-1的区别在于，步骤S2中，不添加β-环糊精。

制备例2-4

与制备例2-1的区别在于，步骤S3中，不添加木质素。

制备例2-5

与制备例2-1的区别在于，步骤S2中，将NaOH溶液用等量的去离子水代替。

制备例2-6

与制备例2-1的区别在于，聚丙烯腈纳米纤维、木质素和氧化石墨烯的质量比为1:0.2:0.01。

制备例2-7

与制备例2-1的区别在于，聚丙烯腈纳米纤维、木质素和氧化石墨烯的质量比为1:0.5:0.05。

制备例2-8

与制备例2-1的区别在于，聚丙烯腈纳米纤维、木质素和氧化石墨烯的质量比为1:0.8:0.07。

实施例

实施例1

一种聚氨酯，以重量计，包括100kg的组分A和12kg的组分B，组分A为聚氨酯预聚体；组分B包括如下组分：40kg多元醇、3kg扩链剂、0.08kg催化剂、2kg纳米氧化钛粉末和2kg色浆；

组分A由65kg聚酯多元醇、15kg改性硅土与30kg二异氰酸酯在温度70℃下反应3h，得到聚氨酯预聚体。

上述聚氨酯的制备方法，包括以下步骤：

将多元醇、扩链剂、色浆、纳米氧化钛粉末和催化剂混合均匀，得到组分B，将组分A和组分B进行混合，在70℃下搅拌45s后，浇注到模具中，在30℃下进行固化5h，然后85℃下后硫化9h，得到聚氨酯。

改性硅土采用制备例1-1制备；改性石墨烯采用制备例2-1制备。

实施例2

一种聚氨酯，与实施例1的区别在于，改性硅土采用制备例1-2制备。

实施例3

一种聚氨酯，与实施例1的区别在于，改性硅土采用制备例1-3制备。

实施例4

一种聚氨酯，与实施例1的区别在于，改性硅土采用制备例1-4制备。

实施例5

一种聚氨酯，与实施例1的区别在于，改性硅土采用制备例1-5制备。

实施例6

一种聚氨酯，与实施例1的区别在于，改性硅土采用制备例1-6制备。

实施例7

一种聚氨酯，与实施例1的区别在于，改性硅土采用制备例1-7制备。

实施例8

一种聚氨酯，与实施例1的区别在于，改性硅土采用制备例1-8制备。

实施例9

一种聚氨酯，与实施例1的区别在于，改性石墨烯采用制备例2-2制备。

实施例10

一种聚氨酯，与实施例1的区别在于，改性石墨烯采用制备例2-3制备。

实施例11

一种聚氨酯，与实施例1的区别在于，改性石墨烯采用制备例2-4制备。

实施例12

一种聚氨酯，与实施例1的区别在于，改性石墨烯采用制备例2-5制备。

实施例13

一种聚氨酯，与实施例1的区别在于，改性石墨烯采用制备例2-6制备。

实施例14

一种聚氨酯，与实施例1的区别在于，改性石墨烯采用制备例2-7制备。

实施例15

一种聚氨酯，与实施例1的区别在于，改性石墨烯采用制备例2-8制备。

实施例16

一种聚氨酯，与实施例1的区别在于，包括90kg的组分A和20kg的组分B，组分A为聚氨酯预聚体；组分B包括如下组分：30kg多元醇、1kg扩链剂、0.05kg催化剂、1kg纳米氧化钛粉末和2kg色浆；

组分A由60kg聚酯多元醇、10kg改性硅土与20kg二异氰酸酯在温度65℃下反应3h，得到聚氨酯预聚体。

实施例17

一种聚氨酯，与实施例1的区别在于，包括110kg的组分A和5kg的组分B，组分A为聚氨酯预聚体；组分B包括如下组分：50kg多元醇、6kg扩链剂、0.1kg催化剂、3kg纳米氧化钛粉末和1kg色浆；

组分A由70kg聚酯多元醇、20kg改性硅土与40kg二异氰酸酯在温度75℃下反应2h，得到聚氨酯预聚体。

对比例

对比例1

一种聚氨酯，与实施例1的区别在于，包括80kg的组分A和30kg的组分B，组分A为聚氨酯预聚体；组分B包括如下组分：20kg多元醇、0.5kg扩链剂、0.3kg催化剂、5kg纳米氧化钛粉末、0.5kg色浆；

组分A由50kg聚酯多元醇、8kg改性硅土与15kg二异氰酸酯在温度55℃下反应1h，得到聚氨酯预聚体。

对比例2

一种聚氨酯，与实施例1的区别在于，包括120kg的组分A和3kg的组分B，组分A为聚氨酯预聚体；组分B包括如下组分：60kg多元醇、8kg扩链剂、0.02kg催化剂、0.5kg纳米氧化钛粉末和3kg色浆；

组分A由80kg聚酯多元醇、25kg改性硅土与50kg二异氰酸酯在温度85℃下反应4h，得到聚氨酯预聚体。

对比例3

一种聚氨酯，与实施例1的区别在于，用等量的硅土代替改性硅土。

对比例4

一种聚氨酯，与实施例1的区别在于，不添加纳米氧化钛粉末。

对比例5

一种聚氨酯，与实施例1的区别在于，不添加改性硅土。

性能检测试验

将实施例和对比例制备的聚氨酯进行力学性能测试。

具体的，将聚氨酯样品置于150℃老化箱中存放，测试时取出，立即移入150℃高温室中，稳定30min后做高温拉伸试验，拉伸性能按照GB/T6344-1986《软泡拉伸强度和断裂伸长率的测定》来测试；撕裂强度按GB10808-89标准执行；测试结果见表1。

表1实施例和对比例的测试

从表1可以看出，本申请实施例1、实施例6-7、实施例13-14和实施例16-17制备的聚氨酯具有较好力学性能和力学稳定性，初始拉伸强度达到55MPa，拉断伸长率达到500％，撕裂强度达到125KN/m，在高温(150℃)条件使用下也具有更佳的拉伸强度，且经过高温老化处理60d后仍然具有更佳的拉伸强度，拉伸强度达到50MPa。

实施例2中改性硅土不经过草酸处理，同时不添加聚羧酸盐类分散剂。从表1看出，相比于实施例1，初始拉伸强度为51MPa，拉断伸长率为550％，撕裂强度为105KN/m，在高温(150℃)条件下经过2h的老化处理，拉伸强度为45MPa，经过高温老化处理60d后，拉伸强度达到40MPa，表明改性硅土的预处理明显影响后续聚氨酯的力学性能，同时明显影响聚氨酯的耐老化性能，经高温处理后的拉伸性能明显下降。

实施例3改性硅土中不加入凹凸棒土，从表1看出，相比于实施例1，初始拉伸强度为42MPa，撕裂强度为85KN/m，在高温(150℃)条件下经过2h的老化处理，拉伸强度为37MPa，经过高温老化处理60d后，拉伸强度达到25MPa；实施例4改性硅土中不加入改性石墨烯，从表1看出，相比于实施例1，初始拉伸强度为40MPa，撕裂强度为82KN/m，在高温(150℃)条件下经过2h的老化处理，拉伸强度为35MPa，经过高温老化处理60d后，拉伸强度达到22MPa；表明改性石墨烯、凹凸棒土的加入均影响改性硅土的力学性能和力学稳定性；而实施例8改变硅土、凹凸棒土和改性石墨烯的质量比，相比于实施例1和实施例3-4，初始拉伸强度、撕裂强度和高温老化处理60d后的拉伸强度较实施例1的明显下降，但是优于实施例3-4，表明硅土、凹凸棒土和改性石墨烯之间具有协同作用，凹凸棒土增加了改性石墨烯与硅土、凹凸棒土之间的粘结性，同时改性硅土具有较好的分散性，后续应用于聚氨酯中具有较好的相容性，进而提高聚氨酯的力学性能。

实施例5用等量的石墨烯代替改性石墨烯用，从表1看出，相比于实施例1，初始拉伸强度、撕裂强度和高温老化处理60d后的拉伸强度明显下降，表明本申请制备的改性石墨烯具有较好的力学性能，使其应用于聚氨酯中具有良好的力学稳定性。

实施例9改性石墨烯中聚丙烯腈纳米纤维不经过NaOH溶液处理，实施例12中β-环糊精同样不经过NaOH溶液处理，从表1看出，相比于实施例1，初始拉伸强度、撕裂强度和高温老化处理60d后的拉伸强度明显下降，表明经过NaOH溶液处理的聚丙烯腈纳米纤维的表面形成孔洞，有助于后续木质素的负载，进而改善改性石墨烯的力学性能；经过NaOH溶液处理的β-环糊精具有稳定的分子结构，防止β-环糊精因为高温受热而分解，进而有助于后续与氧化石墨烯、木质素混合，进而有助于稳定改性石墨烯的力学性能。

实施例10改性石墨烯中不添加β-环糊精，从表1看出，相比于实施例1，初始拉伸强度为48MPa，撕裂强度为101KN/m，在高温(150℃)条件下经过2h的老化处理，拉伸强度为47MPa，经过高温老化处理60d后，拉伸强度达到36MPa；实施例11改性石墨烯中不添加木质素，从表1看出，相比于实施例1，初始拉伸强度为46MPa，撕裂强度为98KN/m，在高温(150℃)条件下经过2h的老化处理，拉伸强度为45MPa，经过高温老化处理60d后，拉伸强度达到32MPa；表明不添加β-环糊精或者木质素，明显影响改性石墨烯的力学性能，进而影响后续聚氨酯的力学稳定性；实施例15中改变聚丙烯腈纳米纤维、木质素和氧化石墨烯的质量比，相比于实施例1和实施例10-11，初始拉伸强度、撕裂强度和高温老化处理60d后的拉伸强度较实施例1的明显下降，但是优于实施例10-11，表明聚丙烯腈纳米纤维、木质素和氧化石墨烯之间具有协同作用，聚丙烯腈纳米纤维和木质素增加了氧化石墨烯的力学性能，有助于后续改善聚氨酯的力学性能和结构稳定性。

对比例1-2改变聚氨酯中各原料组分含量，相比于实施例1和实施例16-17，从表1看出，初始拉伸强度、撕裂强度和高温老化处理60d后的拉伸强度明显下降，表明聚氨酯的各原料组分在一定范围内具有较优的力学性能和力学稳定性。

对比例3用等量的硅土代替改性硅土，相比于实施例1，从表1看出，初始拉伸强度、撕裂强度和高温老化处理60d后的拉伸强度明显下降，表明本申请制备的改性硅土具有较好的力学性能，当应用于聚氨酯中，具有较好的力学稳定性。

对比例4不添加纳米氧化钛粉末，相比于实施例1，从表1看出，初始拉伸强度为35MPa，撕裂强度为75KN/m，在高温(150℃)条件下经过2h的老化处理，拉伸强度为30MPa，经过高温老化处理60d后，拉伸强度达到18MPa；表明纳米氧化钛粉末具有较高的光稳定性和耐化学性能，能够提高聚氨酯的抗紫外性能、力学性能和力学稳定性。

对比例5中不添加改性硅土，相比于实施例1，从表1看出，初始拉伸强度为3,0MPa，撕裂强度为70KN/m，在高温(150℃)条件下经过2h的老化处理，拉伸强度为25MPa，经过高温老化处理60d后，拉伸强度达到11MPa；表明改性硅土能够促进聚氨酯预聚体与扩链剂产生交联，形成致密的网状结构，提高聚氨酯的力学性能，制得的聚氨酯结构均一、稳定，具有较好的力学稳定性。

本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。