[發(fā)明專利]一種可逆共價(jià)交聯(lián)聚氨酯-環(huán)氧樹脂復(fù)合材料及其制備

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310649359.7
• 申請(qǐng)日: 2013-12-06
• 公開（公告）號(hào): CN103642199A
• 公開（公告）日: 2014-03-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫平川;何鑫;陳勝利;吳強(qiáng);陳鐵紅
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南開大學(xué)
• 主分類號(hào): C08L75/04
• 分類號(hào): C08L75/04;C08L75/08;C08L75/06;C08L63/00;C08J3/24;C08G18/66;C08G18/32;C08G18/10;C08G59/50
• 代理公司: 天津佳盟知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 12002
• 代理人: 侯力

1.一種可逆共價(jià)交聯(lián)聚氨酯-環(huán)氧樹脂復(fù)合材料，其特征在于：復(fù)合材料包括線性聚氨酯和線性環(huán)氧樹脂兩個(gè)組分，分別帶有親雙烯體和雙烯體官能團(tuán)；兩個(gè)組分間通過Diels-Alder可逆共價(jià)鍵連接形成具有交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的材料，在一定溫度下，Diels-Alder可逆共價(jià)鍵能夠可逆地發(fā)生斷裂和鍵合。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述線性聚氨酯，其特征在于：參與Diels-Alder反應(yīng)的親雙烯體基團(tuán)，通過擴(kuò)鏈劑引入，位于線性聚氨酯的側(cè)鏈上。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述線性環(huán)氧樹脂，其特征在于：參與Diels-Alder反應(yīng)的雙烯體基團(tuán)，位于線性環(huán)氧樹脂的側(cè)鏈上。

4.一種如權(quán)利要求1所述可逆共價(jià)交聯(lián)聚氨酯-環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的制備方法，其特征在于步驟如下：

1）將異氰酸酯、催化劑和有機(jī)溶劑混合并溶解均勻，得到溶液a；將長(zhǎng)鏈二元醇溶于有機(jī)溶劑中，得到溶液b；氮?dú)獗Ｗo(hù)下，將溶液b滴加到溶液a中得到混合液a，將混合液a在溫度30-70℃條件下反應(yīng)1-6小時(shí)，得到預(yù)聚產(chǎn)物溶液；然后加入擴(kuò)鏈劑N-（2,3-二羥基丙基）馬來酰亞胺，保溫反應(yīng)1-6小時(shí)，得到線性聚氨酯溶液；

2）將環(huán)氧樹脂單體與雙烯體一元胺混合攪拌均勻，置于氬氣保護(hù)下的烘箱中，在20-40℃溫度下反應(yīng)10-14小時(shí)，然后加熱到50-80℃繼續(xù)反應(yīng)5-10小時(shí)，得到淺黃色透明固體即為線性環(huán)氧樹脂；

3）將上述線性環(huán)氧樹脂脫模并溶解于有機(jī)溶劑中得到混合液b，然后加入步驟1）制得的線性聚氨酯溶液，攪拌均勻后，傾倒于真空烘箱的聚四氟乙烯模具中，在真空度0.3-10mbar下去除有機(jī)溶劑，然后升溫到50-85℃，反應(yīng)12-36小時(shí)，得到的淺黃色透明固體即為可逆共價(jià)交聯(lián)聚氨酯-環(huán)氧樹脂復(fù)合材料。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述可逆共價(jià)交聯(lián)聚氨酯-環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的制備方法，其特征在于：所述異氰酸酯為4，4’-二苯基甲烷二異氰酸酯、2，2’-二苯基甲烷二異氰酸酯、2，4’-二苯基甲烷二異氰酸酯、1，4-二異氰酸丁酯、1，5-二異氰酸戊酯或1，6-亞己基二異氰酸酯；催化劑為異辛酸亞錫、二月桂酸二丁基錫、二醋酸二丁基錫或二月桂酸二辛基錫；有機(jī)溶劑均為N,N’-二甲基乙酰胺。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述可逆共價(jià)交聯(lián)聚氨酯-環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的制備方法，其特征在于：所述長(zhǎng)鏈二元醇為分子量在500-4000之間的聚醚或聚酯二醇，包括聚四氫呋喃二醇、聚環(huán)氧乙烷二醇和聚（ε-己內(nèi)酯）二醇。

7.根據(jù)權(quán)利要求4所述可逆共價(jià)交聯(lián)聚氨酯-環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的制備方法，其特征在于：所述環(huán)氧樹脂單體為雙酚A二縮水甘油醚、雙酚F二縮水甘油醚、雙酚S二縮水甘油醚、鄰苯二甲酸二縮水甘油酯、間苯二甲酸二縮水甘油酯、對(duì)苯二甲酸二縮水甘油酯、乙二醇二縮水甘油醚、丁二醇二縮水甘油醚、聚乙二醇二縮水甘油醚和聚環(huán)氧丙烷二縮水甘油醚中的一種或兩種以上任意比例的混合物。

8.根據(jù)權(quán)利要求4所述可逆共價(jià)交聯(lián)聚氨酯-環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的制備方法，其特征在于：所述雙烯體一元胺為5-甲基糠胺或2-呋喃甲胺。

9.根據(jù)權(quán)利要求4所述可逆共價(jià)交聯(lián)聚氨酯-環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的制備方法，其特征在于：所述步驟1）溶液a中異氰酸酯、催化劑和有機(jī)溶劑的質(zhì)量比為3-6：0.005-0.15：3-30，溶液b中長(zhǎng)鏈二元醇與有機(jī)溶劑的質(zhì)量比為1：1-10，N-（2,3-二羥基丙基）馬來酰亞胺與異氰酸酯的質(zhì)量比為1：1-3。

10.根據(jù)權(quán)利要求4所述可逆共價(jià)交聯(lián)聚氨酯-環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的制備方法，其特征在于：所述步驟2）中環(huán)氧樹脂單體與雙烯體一元胺質(zhì)量比為1：0.1-0.6。

11.根據(jù)權(quán)利要求4所述可逆共價(jià)交聯(lián)聚氨酯-環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的制備方法，其特征在于：所述步驟3）混合液b中線性環(huán)氧樹脂與有機(jī)溶劑的質(zhì)量比為1：5-20，混合液b與線性聚氨酯溶液的質(zhì)量比為1：0.3-20。

12.一種如權(quán)利要求1所述可逆共價(jià)交聯(lián)聚氨酯-環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的應(yīng)用，其特征在于：采用添加填充劑對(duì)可逆共價(jià)交聯(lián)聚氨酯-環(huán)氧樹脂復(fù)合材料進(jìn)行改性，所述填充劑為硅酸鹽礦物、金屬氧化物、膨潤(rùn)土或玻璃纖維，填充劑的添加量為復(fù)合材料的質(zhì)量的0.01-30%。