[發明專利]含Diels-Alder鍵自修復阻燃聚氨酯彈性體及其制備方法

有效

• 申請號: 201810372884.1
• 申請日: 2018-04-24
• 公開（公告）號: CN108440735B
• 公開（公告）日: 2020-08-14
• 發明（設計）人: 成煦;王海波;方遠來;杜宗良;杜曉聲
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: C08G18/66
• 分類號: C08G18/66;C08G18/12;C08G18/42;C08G18/48;C08G18/32;C08J3/24
• 代理公司: 成都科海專利事務有限責任公司 51202
• 代理人: 黃幼陵

本發明提供一種含Diels?Alder鍵自修復阻燃聚氨酯彈性體及其制備方法，所述聚氨酯彈性體的結構式如下：聚氨酯彈性體的制備方法如下：(1)制備含呋喃功能基團的二元醇；(2)制備具有線性結構的側鏈含呋喃功能基團的聚氨酯溶液；(3)制備馬來酰亞胺基修飾的六氯環三磷腈阻燃劑；(4)制備含Diels?Alder鍵自修復阻燃聚氨酯彈性體。

技術領域

本發明屬于高分子材料領域，涉及含Diels-Alder鍵具有自修復性能和阻燃性能的聚氨酯彈性體及其制備方法。

背景技術

本征型自修復材料，是基于響應外界刺激的可逆相互作用來構建可以對材料自身裂紋進行修復的一類智能聚合物材料。通過響應外界的刺激實現可逆化學相互作用的斷裂與重組從而達到材料對自身裂紋或損傷的自我修復。雙硫鍵、氫鍵、蒽基的二聚反應、位阻脲鍵和Diels-Alder[4+2]環加成反應等都屬于可以響應外界環境刺激如熱、紫外光、磁等的可逆化學作用，將這些具有可逆性質的化學作用引入到聚合物體系中時，通過外界條件的刺激就可以實現材料對損傷的自我修復。

Diels-Alder鍵是一種有效的響應溫度刺激響應的可逆共價鍵，由于其結構選擇專一性高、有效的可逆程度大，所以被用于研究構建自修復聚合物體系的機理。最為常見的Diels-Alder反應是基于馬來酰亞胺(親二烯體)和呋喃(二烯體)之間的[4+2]環加成反應，生成環己烷的衍生物，正向反應溫度較低(40℃＜T＜80℃)；而Diels-Alder共價鍵在高溫時(100℃＜T＜160℃)會發生逆向反應再次生成馬來酰亞胺和呋喃功能基團。四川大學夏和生等人報道了基于Diels-Alder鍵交聯的具有自修復能力的聚硅氧烷彈性體及其制備方法(J.Zhao,R.Xu,G.Luo,J.Wu,H.Xia,Aself-healing,re-moldable and biocompatiblecrosslinked polysiloxane elastomer,J.Mater.Chem.B,4,2016,982-989.)，所述方法首先分別制備了馬來酰亞胺側鏈修飾的和呋喃端鏈修飾的聚硅氧烷，然后將兩者混合形成基于Diels-Alder鍵交聯的聚硅氧烷彈性體自修復體系，所述聚硅氧烷彈性體材料雖然具有優異的自修復性能和重塑性能，但是其力學性能較差，拉伸斷裂應力只有0.1～0.6MPa、斷裂伸長率只有25～45％，限制了該聚硅氧烷彈性體的應用范圍。

發明內容

本發明目的是針對現有技術的不足，提供一種含Diels-Alder鍵自修復阻燃聚氨酯彈性體及其制備方法，以提高聚氨酯彈性體的力學性能，并使其具有自修復效率高、阻燃性能好的特點。

為實現上述目的，本發明是采用由以下技術措施構成的技術方案來實現的。

本發明所述含Diels-Alder鍵自修復阻燃聚氨酯彈性體，其結構式為：

上式中，R₁、R₂為：(CH₂)_n，1≤n≤8；

R₅為：(CH₂)_n，2≤n≤8；

R₃為：

R₄為：5≤m≤40；

R₆為：或Cl。

需要說明的是，結構式中曲線代表重復單元的連接鍵位。

本發明所述含Diels-Alder鍵自修復阻燃聚氨酯彈性體的制備方法，步驟如下：

(1)制備含呋喃功能基團的二元醇