[發明專利]一種可生物降解熱塑性聚氨酯彈性體的制備方法

在審

• 申請號: 201710519346.6
• 申請日: 2017-06-30
• 公開（公告）號: CN107312322A
• 公開（公告）日: 2017-11-03
• 發明（設計）人: 周述明;鄧春艷;汪澤恒;楊向宏
• 申請（專利權）人: 蘇州奧斯汀新材料科技有限公司
• 主分類號: C08L75/06
• 分類號: C08L75/06;C08L75/08;C08L3/02;C08L1/02;C08K3/22;C08K3/26;C08G18/66;C08G18/12;C08G18/40;C08G18/42;C08G18/48;C08G18/32
• 代理公司: 北京天奇智新知識產權代理有限公司11340
• 代理人: 楊春

技術領域

本發明涉及高分子材料制備領域，具體涉及一種可生物降解熱塑性聚氨酯彈性體的制備方法。

背景技術

熱塑性聚氨酯彈性體是由聚醚、聚酯或聚烯烴等烯烴等低聚物多元醇與異氰酸酯及二醇或二胺類擴鏈劑逐步加成聚合而成的一種具有氨基甲酸酯重復結構單元的聚合物，兼具塑料和橡膠的特性，具有優異的耐磨性、耐化學性、耐油性和強的附著力，同時具有低溫固化性能和高裝飾性能。近年來，采用有機硅、有機氟以及納米結構材料改性改性聚氨酯的研究報道較多，經過改性的彈性體常表現為超低表面能、化學穩定及拒油拒水等，具有廣闊的應用和發展前景。

隨著聚氨酯被開發的用途越來越多，其消費量也越來越大。用于機械、交通運輸、輕工、電器包裝及保溫材料和用于汽車，家具業等領域的聚氨酯都要求能夠生物降解。以可再生天然植物資源為原料制備可生物降解聚氨酯材料，不僅可解決廢棄聚氨酯材料對環境污染的問題，而且也減少了對日漸枯竭的石油產品的依賴性，特別是農林副產物和農林廢棄物的充分

如此，不僅降低了聚氨酯的原料成本，而且還提升了農林副產物和農林廢棄物的使用價值。另外，在醫學上，由于聚氨酯具有良好的生物相容性和抗血栓性,聚氨酯可廣泛應用于制造人工臟器如人工骨、人造皮膚、縫合線以及緩釋藥物的膠囊。因此，此類生物可降解聚氨酯材料將具有十分廣闊的發展前景。在醫學領域所選用的高分子材料要比工業上的要求高得多，尤其對植入人體的材料要求更高，具體要求是：化學性能穩定；組織相容性好；無致癌性；耐生物老化；能經受各種消毒過程而不變性；成型加工性能好。目前，聚氨酯彈性體的生物活性不夠，在醫學領域的應用有很大的局限性，所以需要制備一種生物活性高的聚氨酯彈性體材料，來滿足醫學領域對高分子的需求。

天然大分子包括殼聚糖、透明質酸、大豆蛋白、纖維素等，具有良好的生物相容性，在人體內可生物降解，無毒副作用，來源廣泛，生物活性高，因此較常用于生物醫藥、保健食品方面。但是天然大分子的機械性能、耐生物老化能力和成型加工性能明顯不足。所以急需一種方法，利用天然大分子制備新型的聚氨酯材料，使材料除了符合生物醫用材料的基本要求之外，具有天然大分子良好的生物活性和多種優異的生物功能的特征，同時具有聚氨酯彈性體耐生物老化、力學性能好、易加工等的優點。

發明內容

本發明的目的在于提供一種可生物降解熱塑性聚氨酯彈性體的制備方法，用以解決現有技術中的熱塑性聚氨酯彈性體的生物活性不足的問題。

本發明提供了一種可生物降解熱塑性聚氨酯彈性體的制備方法，步驟如下：

1)將聚乳酸與聚己內酯二醇加入三口瓶中，置于50-120℃的電加熱套中，攪拌至反應物完全熔融狀態，得到多元醇組分；隨后，抽真空至-0.01～-0.1MPa，3-6h后從其中一瓶口充入氮氣至壓力為10-40Pa，滴加催化劑，加入與多元醇組分質量比為(0.9-1.1):1的混合二異氰酸酯，在90℃下反應1-3h，得到聚氨酯預聚體；

所述聚乳酸與聚己內酯的質量比為(1:5)-(5:1)；

所述三口瓶的一瓶口裝有冷凝管及溫度計，另一瓶口裝有機械攪拌棒，所述機械攪拌棒與玻璃攪拌套管間用真空橡膠管連接；

2)氮氣保護下將步驟1)所得預聚體升溫到60-120℃與擴鏈劑組按質量比為100：(8～12)在轉速為5000～6000rpm攪拌速度下混合10s以上，得混合均勻物料；

3)出料：將步驟2)所得物料先降溫至約60℃，然后停止攪拌，停止氮氣保護，將物料平鋪于聚四氟乙烯布上2mm左右，后將其置于90-130℃的真空烘箱中，2-24h后取出后將物料破碎，進入雙螺桿擠出機擠出反應，再將天然大分子、無機納米粒子混合均勻后加入擠出機，經水下切粒機造粒，真空后熟化，并除濕干燥至水分小于300ppm，制備得到可生物降解熱塑性聚氨酯彈性體。

進一步的，所述聚乳酸，數均分子量為200～4000，所述的聚己內酯二醇，數均分子量為500～4000。

進一步的，所述的催化劑取自鈦酸甲酯、鈦酸乙酯、鈦酸丙酯、鈦酸丁酯、二辛酸錫以及二月桂酸二丁基錫中的一種或兩種混合物。

進一步的，所述的混合二異氰酸酯取自甲苯二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯、六亞甲基二異氰酸酯、對苯基二異氰酸酯、六亞甲基二異氰酸酯、4,4-二苯基甲烷二異氰酸酯中兩種以上的混合物。

進一步的，所述的擴鏈劑取自1,4-丁二醇，2-甲基丁二醇、4-乙基庚二醇和3-甲基己二醇中的一種或兩種的混合物。