[發明專利]用于3D打印、含Diels?Alder鍵的聚氨酯材料及其制備方法和用途

有效

• 申請號: 201510299301.3
• 申請日: 2015-06-03
• 公開（公告）號: CN104961881B
• 公開（公告）日: 2017-08-11
• 發明（設計）人: 夏和生;李志超;盧錫立;王振華;費國霞
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: C08G18/79
• 分類號: C08G18/79;C08G18/66;C08G18/42;C08G18/48;C08G18/32;C08G18/10;B33Y70/00;C07D491/18
• 代理公司: 成都科海專利事務有限責任公司51202
• 代理人: 鄧繼軒

1.一種用于3D打印、含Diels-Alder鍵的聚氨酯材料，其特征在于該聚氨酯材料的起始原料由以下組分制成，按摩爾份數計為：

含Diels-Alder鍵的二元醇擴鏈劑與二異氰酸酯三聚體交聯劑匹配制備含Diels-Alder鍵聚氨酯材料，制成的聚氨酯材料的分子結構中含有動態化學鍵Diels-Alder鍵，含Diels-Alder鍵的聚氨酯材料具有自修復和自粘合的功能。

2.根據權利要求1所述用于3D打印、含Diels-Alder鍵的聚氨酯材料，其特征在于二異氰酸酯為甲苯二異氰酸酯、二苯基甲烷二異氰酸酯、苯二亞甲基二異氰酸酯、六亞甲基二異氰酸酯、二環己基甲烷二異氰酸酯中的任一種。

3.根據權利要求1所述用于3D打印、含Diels-Alder鍵的聚氨酯材料，其特征在于聚酯多元醇為聚己二酸乙二醇酯、聚己二酸乙二醇丙二醇酯、聚己二酸乙二醇丁二醇酯、聚己二酸己二醇酯、聚ε-己內酯中任一種，聚醚多元醇為聚醚多元醇-2000、聚醚多元醇-3000、聚醚多元醇-4000、聚醚多元醇-5000、聚醚多元醇-6000、聚醚多元醇-7000、聚醚多元醇-8000中任一種。

4.根據權利要求1所述用于3D打印、含Diels-Alder鍵的聚氨酯材料，其特征在于二異氰酸酯三聚體交聯劑為六亞甲基二異氰酸酯三聚體、甲苯二異氰酸酯三聚體、二苯基甲烷二異氰酸酯三聚體中的任一種。

5.根據權利要求1所述用于3D打印、含Diels-Alder鍵的聚氨酯材料的制備方法，其特征在于所述含Diels-Alder鍵聚氨酯材料的制備方法包括以下步驟：

1)含Diels-Alder鍵二元醇的制備

將呋喃與馬來酸酐等摩爾量溶解在過量的1,4-二氧六環中，在室溫反應12～36h，將沉淀物搗碎，經抽濾、乙醚洗滌、烘干，得到產物Ⅲ；產物Ⅲ與醇胺等摩爾量在溫度65～80℃，于過量甲醇中反應12～36h，將反應混合液放入冰箱冷卻結晶，然后經抽濾、乙醚洗滌、烘干，得到產物Ⅳ；將產物Ⅳ加入到過量的甲苯中，在溫度100～125℃回流反應10～20h，然后將溶液過濾后放入冰箱冷卻結晶，經抽濾、乙醚洗滌、烘干，得到產物Ⅴ；等摩爾量的產物Ⅴ與糠醇在溫度70～85℃，于過量甲苯中反應12～36h，將沉淀物搗碎，經抽濾、乙醚洗滌、烘干，得到產物Ⅵ，即為含Diels-Alder鍵的二元醇；

2)含Diels-Alder鍵聚氨酯的制備

將100份二異氰酸酯與50～75份聚酯多元醇或聚醚多元醇，在溫度70～100℃熔融反應1～3h得到預聚體，再加入異氰酸酯三聚體0～50份為交聯劑，含Diels-Alder鍵的二元醇50～125份為擴鏈劑，繼續在溫度70～90℃反應48～120h，得到含Diels-Alder鍵聚氨酯，并將其制備成粒徑為10～100μm的粉末。

6.根據權利要求5所述用于3D打印、含Diels-Alder鍵的聚氨酯材料的制備方法，其特征在于醇胺為甲醇胺、乙醇胺、正丙醇胺、異丙醇胺、4-氨基正丁醇、6-氨基正己醇和二甘醇胺中任一種。

7.根據權利要求1所述用于3D打印、含Diels-Alder鍵的聚氨酯材料，其特征在于所述聚氨酯材料通過機械研磨法、冷凍粉碎法、溶劑沉淀法或噴霧干燥法中任一種方法制備成粉末材料。

8.根據權利要求1所述的用于3D打印、含Diels-Alder鍵的聚氨酯材料的用途，其特征在于含Diels-Alder鍵含動態鍵的聚氨酯材料用于3D打印技術中的選擇性激光燒結技術、熔融沉積技術、光固化成型技術或分層實體制造技術中的任一種。