[發(fā)明專利]一種主鏈含二茂鐵的聚氨酯彈性體及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710544219.1
• 申請(qǐng)日: 2017-07-05
• 公開（公告）號(hào): CN107266658B
• 公開（公告）日: 2020-02-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王建軍;徐煒娟;程瑩瑩;王雪嬌;孫東豪
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 蘇州大學(xué)
• 主分類號(hào): C08G18/76
• 分類號(hào): C08G18/76;C08G18/75;C08G18/48;C08G18/32;C08G18/10;C07F17/02
• 代理公司: 32103 蘇州創(chuàng)元專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司
• 代理人: 陶海鋒

本發(fā)明公開了一種主鏈含二茂鐵的聚氨酯彈性體及其制備方法。將低聚物二元醇與二異氰酸酯混合，得到異氰酸酯封端的聚氨酯預(yù)聚體；再加入含二茂鐵二醇，得到主鏈含二茂鐵的聚氨酯彈性體；可進(jìn)一步通過(guò)熔涂、涂刷、噴涂、融紡、濕紡、干紡、壓延、浸漬、模注、擠出等工藝進(jìn)行加工成型。本發(fā)明提供的彈性體初始熱分解溫度最高可達(dá)342℃，室溫下拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率分別達(dá)到42.6MPa和1018%，于100℃下仍可以拉伸400%，是一種兼具耐熱性和機(jī)械性能的新型高性能聚氨酯彈性體，不但保持了聚氨酯材料良好加工性能，而且還具有可調(diào)控的耐熱性和機(jī)械性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種聚氨酯彈性體材料及其制備方法，特別涉及一種主鏈含二茂鐵的聚氨酯彈性體及其制備。所制備的聚氨酯彈性體材料不僅具有優(yōu)良的耐熱性、彈性和機(jī)械強(qiáng)度，而且由于鐵元素的存在表現(xiàn)出一定的抗輻射性能，屬于耐高溫彈性體材料技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

聚氨酯彈性體是彈性體中比較特殊的一大類，不僅具有良好的耐油性、耐磨性、耐腐蝕性、高彈性等優(yōu)點(diǎn)，而且其硬度范圍很寬，低至邵爾A10以下的低模量橡膠，高至邵爾D90的高抗沖擊彈性體材料，彈性模量在10 ~ 5000MPa之間，所以聚氨酯彈性體的性能范圍極寬，可調(diào)控性強(qiáng)，它的硬度和彈性模量范圍下限超出了橡膠，上限幾乎覆蓋塑料。這種特性使得其在工業(yè)方面、醫(yī)療衛(wèi)生、體育用品、生活用品和軍用物資等行業(yè)的應(yīng)用都取得了很大的成功。但是，傳統(tǒng)聚氨酯的耐熱性較差，通常250℃左右就會(huì)開始分解，長(zhǎng)期使用溫度上限為80℃左右，超過(guò)120℃下長(zhǎng)時(shí)間使用，其拉伸強(qiáng)度、彈性模量等都會(huì)大幅度下降，因此限制了聚氨酯在高溫環(huán)境中的應(yīng)用。

為了提高聚氨酯材料的耐熱性，人們采取了諸多改進(jìn)措施。比如可以摻雜具有較好熱穩(wěn)定性和機(jī)械強(qiáng)度的無(wú)機(jī)填料，但是其普遍存在摻雜組分溶解性差，分散不均以及加工性能差的問(wèn)題；或者與其它樹脂共混、形成互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)等措施，借助聚合物之間的“協(xié)同效應(yīng)”改善體系分散性，性能互補(bǔ)，達(dá)到改善材料熱穩(wěn)定性的問(wèn)題。但是，以上方法均沒有從根本上改善聚氨酯本征耐熱性低和熱穩(wěn)定性差的欠缺，因此，目前研究的主流傾向于在聚氨酯鏈段上引入內(nèi)聚能大，熱分解溫度高的結(jié)構(gòu)單元或要素，特別是雜原子的引入可能帶來(lái)熱性能的顯著提高。

Si-O鍵具有很高的鍵能（445KJ/mol），利用聚二甲基硅氧烷與聚氨酯形成嵌段共聚物或者接枝共聚物，體系熱穩(wěn)定性總體有所提升，但是，文勝等發(fā)現(xiàn)隨著聚二甲基硅氧烷的含量增加，提升幅度反而下降，最高初始分解溫度只有303℃。均苯四酸酐、異氰脲酸酯、噁唑烷酮等有機(jī)雜環(huán)基團(tuán)的內(nèi)聚能較大，熱穩(wěn)定性好。高喜平等將異氰脲酸酯環(huán)引入聚氨酯彈性體中，使其在熱失重50%時(shí)溫度提高24℃（參見文獻(xiàn)：高喜平, 盧敏, 張玉清, 李俊賢. [J]. 聚酯工業(yè), 2008, 21(5), 26-28.），但是仍舊無(wú)法提高材料的實(shí)際使用溫度；Lin將聚酰亞胺環(huán)引入聚氨酯鏈段中，起始分解溫度可達(dá)322℃，機(jī)械強(qiáng)度也顯著提高（參見文獻(xiàn)：Lin,F. M. F.; Shu, Y. C.; Polymer Science, 2001?Tsen, W. C.; Chuang,?S.[J]. Journal of Applied , 81(14), 3489-3501.），只是聚酰亞胺環(huán)耐水解性不好，當(dāng)水摩爾分?jǐn)?shù)大于0.12%時(shí)，就會(huì)有明顯的分解反應(yīng)。張旭琴等利用環(huán)氧樹脂和聚氨酯預(yù)聚體進(jìn)行反應(yīng)，制得含有噁唑烷酮環(huán)基團(tuán)的彈性體，150℃老化試驗(yàn)后拉伸強(qiáng)度降低程度減?。▍⒁娢墨I(xiàn)：張旭琴, 李建龍, 白子文, 粟平陽(yáng), 孫奉瑞. [J]. 聚氨酯工業(yè),2002 , 17(2) ,9-12.），但是該材料的粘度大，加工困難，尤其不適合熔融成型工藝的開發(fā)。因此，在提高聚氨酯的耐熱性的同時(shí)，仍不能犧牲其原有優(yōu)秀特性，需兼顧材料的高彈、易加工等性能。