[發明專利]一種具有熱自修復的TPU材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201711432410.3
• 申請日: 2017-12-26
• 公開（公告）號: CN108059823A
• 公開（公告）日: 2018-05-22
• 發明（設計）人: 王一良;何建雄;楊博
• 申請（專利權）人: 東莞市雄林新材料科技股份有限公司
• 主分類號: C08L75/14
• 分類號: C08L75/14;C08L25/12;C08K3/04;C08K7/24;C08K3/22;C08G18/32;C08G18/42;C08G18/48;C08G18/66;C08G18/67
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 鞏克棟

本發明涉及一種具有熱自修復的TPU材料及其制備方法。所述TPU材料的原料包括如下質量份數的成分：二異氰酸酯50?60份；多元醇35?50份；石墨烯0.002?0.1份；碳納米管0.002?0.2份；2?丙烯酰胺基?2?甲基?1?丙烷磺酸5?10份；苯乙烯?丙烯腈共聚物15?30份；擴鏈劑2?8份；催化劑0.1?10份。本發明在TPU材料中引入了碳納米管，一方面提高材料的力學性能，另一方面石墨烯和碳納米管產生協同效應，相較于單一組分的石墨烯，以更少的添加量獲得了更高的熱自修復率和更優的機械性能；本發明在TPU材料中進一步加入納米金屬氧化物，優化材料自修復能力。

技術領域

本發明涉及高分子材料領域，具體涉及一種具有熱自修復的TPU材料及其制備方法。

背景技術

當材料在受到外部機械作用時，容易對材料表面或內部造成損傷，使材料產生裂紋，對材料的力學性能及使用壽命造成嚴重影響。為解決材料在使用過程中容易產生損傷的問題，人們引入了自修復的概念。材料學認為，自修復可理解為材料能感知外界條件的閉環，通過自身機制做出信息反饋，對受損部位能夠恢復期原本性能。自修復材料作為一種新型的智能材料，在一些重要工程和特殊領域具有重要的發展前景及運用價值。

目前，研究較多的是使用包覆有修復劑的微膠囊自修復材料，這種修復材料雖具備一定的自修復能力，但是也存在缺點，如：每種修復劑對應的基體有限并且在材料的每處均只有一次修復能力；微膠囊在基材中的穩定性較差，不能長時間穩定存在于基體中；材料產生裂紋時不能每次保證微膠囊破裂釋放修復劑。基于氫鍵作用的自修復材料，因為氫鍵可逆的緣故使得材料在每一處均具有多次修復能力且材料易于加工；但是普通氫鍵的鍵能較低，制備的氫鍵聚合物材料性能較差。

CN106947239A公開了一種具有自動修復功能的TPU薄膜及其制備方法，本發明通過在TPU薄膜的原料中加入石墨烯、2-丙烯酰氨基-2-甲基-1-丙烷磺酸以及苯乙烯-丙烯腈共聚物來配合TPU彈性體，使得制備得到的TPU薄膜具有自動修復功能，其自修復率和機械性能還有待進一步提高。

發明內容

針對現有技術中存在的弊端，本發明的目的之一是提供一種具有熱自修復的TPU材料，具有高的熱自修復率和優異的機械性能。

第一方面，本發明提供一種具有熱自修復的TPU材料，所述具有熱自修復的TPU材料的原料包括如下質量份數的成分：

在本發明中，所述二異氰酸酯的用量可以為50份、51份、52份、53份、54份、55份、56份、57份、58份、59份或60份；所述多元醇的用量可以為35份、37份、39份、40份、43份、45份、48份或50份；所述石墨烯的用量可以為0.002份、0.005份、0.008份、0.01份、0.02份、0.05份、0.06份、0.07份、0.08份、0.09份或0.1份；所述碳納米管的的用量可以為0.002份、0.005份、0.008份、0.01份、0.02份、0.05份、0.08份、0.1份、0.15份、0.19份或0.2份；所述2-丙烯酰氨基-2-甲基-1-丙烷磺酸的用量可以為5份、6份、7份、8份、9份或10份；所述苯乙烯-丙烯腈共聚物的用量可以為15份、16份、17份、18份、19份、20份、22份、24份、26份、28份或30份；所述擴鏈劑的用量可以為2份、2.5份、3份、4份、5份、6份、7份或8份；所述催化劑的用量可以為0.1份、0.2份、0.4份、0.6份、0.7份、0.9份或1.0份。

本發明所述的“包括”，意指其除所述組分外，還可以包括其他組分，這些其他組分賦予所述具有熱自修復的TPU材料不同的特性。除此之外，本發明所述的“包括”，還可以替換為封閉式的“為”或“由……組成”。