[發明專利]一種可用于仿生4D打印的新型形狀記憶聚氨酯材料在審
| 申請號: | 201910260075.6 | 申請日: | 2019-04-02 |
| 公開(公告)號: | CN110041503A | 公開(公告)日: | 2019-07-23 |
| 發明(設計)人: | 邱豐;謝富平 | 申請(專利權)人: | 鎮江利德爾復合材料有限公司 |
| 主分類號: | C08G18/76 | 分類號: | C08G18/76;C08G18/66;C08G18/62;C08G18/48;C08G18/42;C08G18/32 |
| 代理公司: | 北京遠大卓悅知識產權代理事務所(普通合伙) 11369 | 代理人: | 姜美洋 |
| 地址: | 212114 江蘇省鎮江*** | 國省代碼: | 江蘇;32 |
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| 摘要: | |||
| 搜索關鍵詞: | 形狀記憶聚氨酯 聚己二酸丁二醇酯 聚己二酸乙二醇酯 聚己內酯 聚乙二醇 異氰酸酯 交聯劑 擴鏈劑 引發劑 可用 催化劑 打印 擴鏈反應 預聚反應 反應器 質量份 交聯 制備 | ||
本發明公開了一種可用于仿生4D打印的新型形狀記憶聚氨酯材料,包括:所述形狀記憶聚氨酯材料的組分及各組分的質量份數如下:異氰酸酯20~50份,聚己內酯5~20份,聚乙二醇5~20份,聚己二酸乙二醇酯5~20份,聚己二酸丁二醇酯5~20份,擴鏈劑1~6份、交聯劑、引發劑0.5~2份和催化劑0.02~0.2份。所述形狀記憶聚氨酯材料的制備方法,包括如下步驟:步驟一、將異氰酸酯、聚己內酯、聚乙二醇、聚己二酸乙二醇酯、聚己二酸丁二醇酯和催化劑在反應器中攪拌混合后,進行預聚反應1~2h;步驟二、加入擴鏈劑攪拌均勻后,進行擴鏈反應;步驟三、加入交聯劑和引發劑攪拌均勻后在引發溫度下交聯5~10小時,得到所述形狀記憶聚氨酯材料。
技術領域
本發明屬于4D打印形狀記憶聚氨酯材料技術領域,特別涉及一種可用于仿生4D打印的新型形狀記憶聚氨酯材料。
背景技術
4D打印是指3D打印所得的結構,在特定的環境和激勵下,其物理特性及功能可以隨時間的變化而發生自我轉變。這項技術的出現生物醫學、航空航天、電子器件等領域帶來了智能化和可定制化發展的新契機。形狀記憶聚合物材料是指具有某一特定的初始形狀,在一定條件下變形固定后,通過熱、光、電、磁等外部條件的刺激,能夠恢復其初始形狀的智能材料。形狀記憶聚合物材料的這種主動變形行為使其成為實現4D打印的關鍵性材料之一,近年來,受到了學者的廣泛研究和關注。
發明內容
本發明設計開發了一種可用于仿生4D打印的新型形狀記憶聚氨酯材料,本發明的目的之一是通過控制交聯劑的添加量,使形狀記憶聚氨酯材料的具有良好形狀記憶能力,提高形狀記憶聚氨酯材料的回復率。
本發明的另一個目的是通過控制預聚反應的溫度,提升預聚反應的效果,進一步提升提高形狀記憶聚氨酯材料的回復率。
本發明提供的技術方案為:
一種可用于仿生4D打印的新型形狀記憶聚氨酯材料,所述形狀記憶聚氨酯材料的組分及各組分的質量份數如下:
異氰酸酯20~50份,聚己內酯5~20份,聚乙二醇5~20份,聚己二酸乙二醇酯5~20,聚己二酸丁二醇酯5~20份,擴鏈劑1~6份、交聯劑、引發劑0.5~2份和催化劑0.02~0.2份;
其中,所述交聯劑的質量份數為:
其中,X1為異氰酸酯的份數,X2為聚己內酯的份數,X3為聚乙二醇的份數,X4為聚己二酸乙二醇酯的份數,X5為聚己二酸丁二醇酯的份數,X6為擴鏈劑的份數;X0為交聯劑的基礎質量份數。
優選的是,所述異氰酸酯為1,4-對苯二異氰酸酯。
優選的是,所述擴鏈劑為乙二醇、1,4丁二醇、1,6己二醇或1,4環己烷二甲醇中的一種。
優選的是,所述交聯劑為聚乙二醇二丙烯酸酯。
優選的是,所述引發劑為過氧化苯甲酸叔丁酯。
優選的是,所述形狀記憶聚氨酯材料的制備方法,包括如下步驟:
步驟一、將異氰酸酯、聚己內酯、聚乙二醇、聚己二酸乙二醇酯、聚己二酸丁二醇酯和催化劑在反應器中攪拌混合后,進行預聚反應1~2h;
步驟二、加入擴鏈劑攪拌均勻后,進行擴鏈反應;
步驟三、加入交聯劑和引發劑攪拌均勻后在引發溫度下交聯5~10小時,得到所述形狀記憶聚氨酯材料。
優選的是,在所述步驟一中,預聚反應的溫度為:
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