[發明專利]一種形狀記憶水性聚氨酯/纖維素納米晶復合材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201910355538.7
• 申請日: 2019-04-29
• 公開（公告）號: CN110028782B
• 公開（公告）日: 2020-12-08
• 發明（設計）人: 周光遠;梁全鐸;姜敏;張強
• 申請（專利權）人: 蕪湖萬隆新材料有限公司
• 主分類號: C08L75/08
• 分類號: C08L75/08;C08L1/04;C08G18/75;C08G18/66;C08G18/48;C08G18/32;C08G18/34
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 王洋;趙青朵

本發明提供了一種形狀記憶水性聚氨酯/纖維素納米晶復合材料的制備方法，包括：A)將大分子二元醇加熱脫水后與二異氰酸酯攪拌反應，得到第一預聚體；B)將第一預聚體與溶劑、小分子二醇擴鏈劑、親水擴鏈劑、封端劑和催化劑反應得到第二預聚體；C)將第二預聚體與中和劑中和，再在去離子水中與二胺擴鏈劑反應，分散乳化后，脫去溶劑，得到形狀記憶水性聚氨酯乳液；D)將纖維素納米晶粉末分散液與形狀記憶水性聚氨酯乳液混合，超聲分散均勻，得到形狀記憶水性聚氨酯/纖維素納米晶復合材料。本發明通過制備形狀記憶水性聚氨酯，在將形狀記憶水性聚氨酯與纖維素納米晶的復合提高形狀記憶水性聚氨酯的固定率和恢復率，進一步提高材料的力學性能。

技術領域

本發明涉及材料技術領域，尤其是涉及一種形狀記憶水性聚氨酯/纖維素納米晶復合材料及其制備方法。

背景技術

形狀記憶聚合物是當今材料領域的研究熱點之一,其研究和開發得到了科研人員和產業界的廣泛關注。形狀記憶聚氨酯被譽為“最有研究價值和應用價值的智能材料”。形狀記憶水性聚氨酯在合成過程中以水替代有機溶劑，減少了有機溶劑的揮發，符合當今環保要求；形狀記憶水性聚氨酯具有形狀記憶性能、熱穩定性等，而且在彈性模量、熱膨脹性能和光學性能等方面的獨到之處，使其在多領域得到實際應用。但形狀記憶水性聚氨酯與形狀記憶溶劑性聚氨酯相比，機械力學性能差，提高其力學性能是現實而重要的問題。

本發明專利涉及一種形狀記憶水性聚氨酯/纖維素納米晶復合材料及其制備方法，通過形狀記憶水性聚氨酯與纖維素納米晶復合，提高了材料的固定率和恢復率，并進一步提高其機械力學性能，這種材料是環境友好的。

發明內容

有鑒于此，本發明要解決的技術問題在于提供一種形狀記憶水性聚氨酯/纖維素納米晶復合材料的制備方法，本發明制備得到的形狀記憶水性聚氨酯/纖維素納米晶復合材料具有較高的固定率和恢復率，同時具有良好的力學性能。

本發明提供了一種形狀記憶水性聚氨酯/纖維素納米晶復合材料的制備方法，包括：

A)將大分子二元醇加熱脫水后與二異氰酸酯攪拌反應，得到第一預聚體；

B)將第一預聚體與溶劑、小分子二醇擴鏈劑、親水擴鏈劑、封端劑和催化劑反應得到第二預聚體；

C)將第二預聚體與中和劑中和，再在去離子水中與二胺擴鏈劑反應，分散乳化后，脫去溶劑，得到形狀記憶水性聚氨酯乳液；

D)將纖維素納米晶粉末分散液與形狀記憶水性聚氨酯乳液混合，超聲分散均勻，得到形狀記憶水性聚氨酯/纖維素納米晶復合材料。

優選的，所述大分子二元醇選自聚醚二元醇和聚酯二元醇中的一種或幾種；其中所述的聚醚二元醇為聚乙二醇、聚丙二醇和聚四氫呋喃醚二醇中的一種或幾種；所述的聚酯二元醇為聚己內酯二醇、聚己二酸乙二酯二醇、聚己二酸-1,3-丙二酯二醇、聚己二酸-1,4-丁二酯二醇和聚碳酸酯二醇中的一種或幾種；所述大分子二元醇的分子量為2000～15000。

優選的，所述二異氰酸酯選自甲苯二異氰酸酯、二苯基甲烷-4,4’-二異氰酸酯、四甲基苯二甲基二異氰酸酯、六亞甲基二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯、1,4-環己烷二異氰酸酯和4,4’-二環己基甲烷二異氰酸酯中的一種或幾種；所述小分子二醇擴鏈劑選自乙二醇、丙二醇、1,4-丁二醇、1，5-戊二醇，一縮二乙二醇和1,4-環己二醇中的一種或多種的一種或幾種。

優選的，所述親水擴鏈劑選自二羥甲基丙酸和二羥甲基丁酸中的一種或兩種；

所述封端劑選自乙醇、異丙醇、2-呋喃甲醇、2-呋喃乙醇、2-呋喃丙醇、苯甲醇、苯乙醇和亞硫酸氫鈉中的至少一種；

所述催化劑選自二月桂酸二丁基錫、辛酸亞錫、二丁基氧化錫、羧酸鉀、吡啶、N,N’-二甲基吡啶、三乙醇胺、三乙胺、N,N-二甲基環己胺和三乙烯二胺中的一種或幾種；