本申請(qǐng)屬于聚氨酯彈性體，具體地說(shuō)，涉及采用方酰胺擴(kuò)鏈的聚氨酯彈性體及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、聚氨酯（pu）是最常用的聚合物之一，具有多種特性，可用作油漆、涂料、合成橡膠、泡沫、纖維、粘合劑等，廣泛應(yīng)用于汽車工業(yè)、建筑工程和生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域。pu屬于嵌段共聚物，是由異氰酸酯和擴(kuò)鏈劑組成的硬鏈段（hs）和多元醇軟鏈段（ss）組成的分段嵌段結(jié)構(gòu)。pu具有優(yōu)異的機(jī)械性能，例如高伸長(zhǎng)率、韌性和應(yīng)變恢復(fù)性，這是由hs和ss之間的熱力學(xué)不相容性導(dǎo)致的微相分離造成的。發(fā)生微相分離時(shí)，hs域分散在ss基質(zhì)中，hs通過(guò)氫鍵結(jié)合在一起形成微相，在結(jié)構(gòu)域中充當(dāng)物理交聯(lián)點(diǎn)，因此其拉伸性能與微相分離結(jié)構(gòu)相關(guān)。

2、目前，對(duì)pu的結(jié)構(gòu)-性能關(guān)系已進(jìn)行了廣泛的研究，并且可以通過(guò)對(duì)軟硬段結(jié)構(gòu)進(jìn)行精心設(shè)計(jì)，獲得定制的性能。由于氫鍵具有較高的方向性和鍵合強(qiáng)度，有利于微相分離以及軟段和硬段中獨(dú)立微區(qū)的形成。以往的研究中，已經(jīng)證實(shí)，在pu主鏈或側(cè)鏈中引入具有多重氫鍵結(jié)構(gòu)的基團(tuán)，如脲鍵、脲基嘧啶酮?(upy)?、酰肼等，分別形成二重氫鍵、四重氫鍵以及多重氫鍵，可以顯著改善微相分離結(jié)構(gòu)。以往的研究主要集中在能形成多重氫鍵的體系上，但這些聚氨酯或聚脲彈性體的合成復(fù)雜，并且含多重氫鍵的擴(kuò)鏈劑在常見(jiàn)的極性溶劑中的溶解度較低，因此不適合大規(guī)模生產(chǎn)和制備。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問(wèn)題，本申請(qǐng)的目的在于提供采用方酰胺擴(kuò)鏈的聚氨酯彈性體，本申請(qǐng)的另一目的在于提供該聚氨酯彈性體的制備方法。

2、為了解決上述問(wèn)題，本申請(qǐng)所采用的技術(shù)方案如下：

3、第一方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N采用方酰胺擴(kuò)鏈的聚氨酯彈性體，采用的擴(kuò)鏈劑為方酰胺和小分子二元醇的混合物，方酰胺占擴(kuò)鏈劑總質(zhì)量的5.0~50.0%。

4、在本申請(qǐng)第一方面中，所述的小分子二元醇為乙二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇中的一種或兩種以上。

5、第二方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┝松鲜鼍郯滨椥泽w的制備方法，其特征在于，采用方酰胺和小分子二元醇的混合物作為擴(kuò)鏈劑，方酰胺占擴(kuò)鏈劑總質(zhì)量的5.0~50.0%。

6、在本申請(qǐng)第二方面中，所述的小分子二元醇為乙二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇中的一種或兩種以上。

7、在本申請(qǐng)第二方面中，擴(kuò)鏈劑質(zhì)量占聚氨酯質(zhì)量的0.30~4.50%。

8、在本申請(qǐng)第二方面中，向多元醇低聚物中加入催化劑，滴加計(jì)量的異氰酸酯，滴加完成后，再滴加溶解了擴(kuò)鏈劑的n,n-二甲基甲酰胺溶液，溶液濃度為30~70%，滴加完成后繼續(xù)反應(yīng)1~3h，以上反應(yīng)在60~85℃下進(jìn)行，反應(yīng)完成的溶液脫除溶劑后，即獲得所述聚氨酯彈性體。

9、在本申請(qǐng)第二方面中，所述的多元醇低聚物為聚四氫呋喃二醇、聚己二酸二元醇酯二醇、聚己內(nèi)酯二醇、聚碳酸酯二醇中的至少一種，所述的多元醇低聚物的分子量為600~4000?g/mol。

10、在本申請(qǐng)第二方面中，當(dāng)所述的多元醇低聚物為聚己二酸二元醇酯二醇時(shí)，其聚己二酸二元醇中的二元醇單體為乙二醇、丙二醇、1,?4-丁二醇、1,6-己二醇、戊二醇中的至少一種。

11、在本申請(qǐng)第二方面中，所述的催化劑為辛酸亞錫，用量占多元醇低聚物質(zhì)量的0.005%。

12、在本申請(qǐng)第二方面中，采用的異氰酸酯為ipdi、hdi、xdi、hmdi、tdi、mdi中的至少一種。

13、相比于現(xiàn)有技術(shù)，本申請(qǐng)的有益效果至少為：

14、在推薦的方酰胺與二元醇比例下，相對(duì)于含有同等摩爾質(zhì)量擴(kuò)鏈的方酰胺聚脲彈性體或二元醇擴(kuò)鏈的聚氨酯彈性體，在本申請(qǐng)制備的聚氨酯彈性體中，方酰胺充當(dāng)物理交聯(lián)點(diǎn)增加強(qiáng)度，而二元醇提高了分子鏈的遷移，它們的協(xié)同作用共同提高了機(jī)械性能，聚氨酯彈性體尤其在拉伸強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率和材料韌性方面得到平衡。

15、本申請(qǐng)的其余優(yōu)點(diǎn)將會(huì)在下面的說(shuō)明書中部分闡明，一部分根據(jù)說(shuō)明書是顯而易見(jiàn)的，或者可以通過(guò)本申請(qǐng)實(shí)施例的實(shí)施而獲知。

技術(shù)特征：

1.采用方酰胺擴(kuò)鏈的聚氨酯彈性體，其特征在于，采用的擴(kuò)鏈劑為方酰胺和小分子二元醇的混合物，方酰胺占擴(kuò)鏈劑總質(zhì)量的5.0~50.0%。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用方酰胺擴(kuò)鏈的聚氨酯彈性體，其特征在于，所述的小分子二元醇為乙二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇中的一種或兩種以上。

3.聚氨酯彈性體的制備方法，其特征在于，采用方酰胺和小分子二元醇的混合物作為擴(kuò)鏈劑，方酰胺占擴(kuò)鏈劑總質(zhì)量的5.0~50.0%。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的聚氨酯彈性體的制備方法，其特征在于，所述的小分子二元醇為乙二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇中的一種或兩種以上。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的聚氨酯彈性體的制備方法，其特征在于，擴(kuò)鏈劑質(zhì)量占聚氨酯質(zhì)量的0.30~4.50%。

6.根據(jù)權(quán)利要求3~5中任一項(xiàng)所述的聚氨酯彈性體的制備方法，其特征在于，向多元醇低聚物中加入催化劑，滴加計(jì)量的異氰酸酯，滴加完成后，再滴加溶解了擴(kuò)鏈劑的n,n-二甲基甲酰胺溶液，溶液濃度為30~70%，滴加完成后繼續(xù)反應(yīng)1~3h，以上反應(yīng)在60~85℃下進(jìn)行，反應(yīng)完成的溶液脫除溶劑后，即獲得所述聚氨酯彈性體。

7.?根據(jù)權(quán)利要求6所述的聚氨酯彈性體的制備方法，其特征在于，所述的多元醇低聚物為聚四氫呋喃二醇、聚己二酸二元醇酯二醇、聚己內(nèi)酯二醇、聚碳酸酯二醇中的至少一種，所述的多元醇低聚物的分子量為600~4000?g/mol。

8.?根據(jù)權(quán)利要求7所述的聚氨酯彈性體的制備方法，其特征在于，當(dāng)所述的多元醇低聚物為聚己二酸二元醇酯二醇時(shí)，其聚己二酸二元醇中的二元醇單體為乙二醇、丙二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇、戊二醇中的至少一種。

9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的聚氨酯彈性體的制備方法，其特征在于，所述的催化劑為辛酸亞錫，用量占多元醇低聚物質(zhì)量的0.005%。

10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的聚氨酯彈性體的制備方法，其特征在于，采用的異氰酸酯為ipdi、hdi、xdi、hmdi、tdi、mdi中的至少一種。

技術(shù)總結(jié)
本申請(qǐng)公開(kāi)了一種采用方酰胺擴(kuò)鏈的聚氨酯彈性體及其制備方法，屬于聚氨酯彈性體技術(shù)領(lǐng)域。本申請(qǐng)的聚氨酯彈性體采用的擴(kuò)鏈劑為方酰胺和小分子二元醇的混合物，方酰胺占擴(kuò)鏈劑總質(zhì)量的5.0~50.0%。在推薦的方酰胺與二元醇比例下，相對(duì)于含有同等摩爾質(zhì)量擴(kuò)鏈的方酰胺聚脲彈性體或二元醇擴(kuò)鏈的聚氨酯彈性體，在本申請(qǐng)制備的聚氨酯彈性體中，方酰胺充當(dāng)物理交聯(lián)點(diǎn)增加強(qiáng)度，而二元醇提高了分子鏈的遷移，它們的協(xié)同作用共同提高了機(jī)械性能，聚氨酯彈性體尤其在拉伸強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率和材料韌性方面得到平衡。

技術(shù)研發(fā)人員：王梁勝,陳軍,羅艷龍,馬曉峰,謝奕,魏永祥,羅振揚(yáng)
受保護(hù)的技術(shù)使用者：南京林業(yè)大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19