[發明專利]一種基于二氧化碳調控親/疏水性的聚氨酯及其制備方法

有效

• 申請號: 201710202922.4
• 申請日: 2017-03-30
• 公開（公告）號: CN108659187B
• 公開（公告）日: 2021-02-05
• 發明（設計）人: 丁運生;楊公雯;魏海兵;楊善中;孫曉紅
• 申請（專利權）人: 合肥工業大學
• 主分類號: C08G18/10
• 分類號: C08G18/10;C08G18/48;C08G18/66;C08G18/75;C08G18/76;C08G18/32
• 代理公司: 安徽省合肥新安專利代理有限責任公司 34101
• 代理人: 盧敏;何梅生

1.一種基于二氧化碳調控親/疏水性的聚氨酯，其特征在于：是以羥基單體、功能單體和二異氰酸酯單體進行預聚反應，再加入擴鏈劑進行擴鏈反應，最后經封端劑封端而獲得的聚氨酯預聚體；

所述的羥基單體為分子量均為500～4000的聚醚多元醇、聚酯多元醇中的一種或幾種的混合物；

所述聚氨酯預聚體通過二氧化碳實現親水性和疏水性的循環調控：將所述聚氨酯預聚體加入到CO₂水溶液中，經機械攪拌，即完成疏水性聚氨酯的質子化，獲得聚氨酯水分散體，實現聚氨酯由疏水性向親水性的轉變；將所述聚氨酯水分散體中的CO₂脫除，即完成親水性聚氨酯的去質子化，獲得聚氨酯的疏水體系，實現聚氨酯由親水性向疏水性的轉變；再向所述聚氨酯的疏水體系中加入CO₂水溶液，即可再次得到聚氨酯水分散體，實現聚氨酯由疏水性向親水性的再次轉變；

所述的功能單體為含有可CO₂質子化功能基團的有機物；所述的可CO₂質子化功能基團為叔胺基、胍基或脒基；所述的含有可CO₂質子化功能基團的有機物的結構式如式(1)、式(2)或式(3)所示：

式(1)中，A選自CH₂或CH₂O基團，B選自O或NH連接基，m選自0-10之間的整數，R⁵選自氫原子、甲基或乙基；

式(2)中，A選自CH₂或CH₂O基團，p選自0-10之間的整數，R⁶選自氫原子、甲基或乙基，0≤m≤1、0≤n≤1、且0≤m+n≤1；

式(3)中，R⁷和R⁸各自獨立的選自氫原子、甲基或乙基；m為2-20之間的整數；n和p各自獨立的選自0-10之間的整數；

式(1)、式(2)式(3)中，Y為所述的可CO₂質子化功能基團，選自叔胺基、胍基或脒基；所述叔胺基、胍基和脒基的結構式分別如(5)、式(6)和式(7)所示：

其中，R¹、R²、R³、R⁴各種獨立的選自含有1-4個碳原子的烷基鏈。

2.根據權利要求1所述的基于二氧化碳調控親/疏水性的聚氨酯，其特征在于：

所述的二異氰酸酯單體為芳香族二異氰酸酯、脂肪族二異氰酸酯或脂環族二異氰酸酯。

3.根據權利要求2所述的基于二氧化碳調控親/疏水性的聚氨酯，其特征在于：

所述的聚醚多元醇為聚氧化丙烯二醇、聚氧乙烯二醇、聚四氫呋喃醚二醇或聚氧化丙烯三醇；所述的聚酯多元醇為聚己二酸-1,4-丁二醇酯二醇、聚己二酸-1,6-己二醇酯二醇、聚己二酸新戊二醇酯二醇、聚碳酸酯二元醇或聚己內酯二醇。

4.根據權利要求2所述的基于二氧化碳調控親/疏水性的聚氨酯，其特征在于：

所述的二異氰酸酯單體為4,4’-二苯基甲烷二異氰酸酯、甲苯二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯和六亞甲基二異氰酸酯中的一種或幾種的混合物。