[發明專利]一種纖維素納米晶增強自修復水性聚氨酯材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201910355555.0
• 申請日: 2019-04-29
• 公開（公告）號: CN110028686A
• 公開（公告）日: 2019-07-19
• 發明（設計）人: 周光遠;姜敏;梁全鐸;張強
• 申請（專利權）人: 中國科學院長春應用化學研究所
• 主分類號: C08J3/24
• 分類號: C08J3/24;C08J5/18;C08L75/08;C08L1/04;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

1.一種纖維素納米晶增強自修復水性聚氨酯的制備方法，其特征在于，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)將第一預聚體與有機溶劑、含呋喃環的小分子二醇擴鏈劑、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，得到水性聚氨酯乳液；

D)將纖維素納米晶分散液與水性聚氨酯乳液混合，再與馬來酰亞胺交聯劑混合，加熱反應后得到纖維素納米晶增強自修復水性聚氨酯。

2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，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400～20000。

3.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，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。

4.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述含呋喃環的小分子二醇擴鏈劑選自2,5-呋喃二甲醇、2,5-呋喃二乙醇、2,5-呋喃二丙醇、2,5-呋喃二丁醇、2,5-呋喃二戊醇、2,5-呋喃二己醇、二呋喃甲醇基甲烷、2,2-二呋喃甲醇基丙烷、2-呋喃甲醇基-1,3-丙二醇、2-呋喃甲醇基-1,4-丁二醇、2-呋喃甲醇基-1,5-戊二醇、3-呋喃甲醇基-1,5-戊二醇和1,2-二呋喃-乙二醇的一種或幾種。

5.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，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；

所述有機溶劑為丙酮、丁酮和四氫呋喃中的一種或幾種。

6.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述中和劑選自三乙胺、三丙胺、氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸氫鈉、醋酸鈉、焦磷酸鈉、碳酸鈉、氨水、鹽酸、磷酸、甲酸、醋酸、AMP一95、二乙醇胺、三乙醇胺和氨基乙酸的一種或幾種；

所述二胺擴鏈劑選自乙二胺、1,6-己二胺、1,4-苯二胺、4,4’-二氨基-3,3’-二氯二苯甲烷和異佛爾酮二胺中的一種或幾種；

所述含馬來酰亞胺交聯劑為4,4-雙馬來酰亞胺基二苯甲烷、1,2-雙馬來酰亞胺基乙烷、1,4-雙馬來酰亞胺基丁烷、1,6-雙馬來酰亞胺基己烷、N,N’-1,3-亞苯基雙馬來酰亞胺、N,N’-1,4-亞苯基二馬來酰亞胺、1,8-雙馬來酰亞胺二甘醇和1,11-雙馬來酰亞胺三甘醇中的一種或幾種；

所述的纖維素納米晶為水分散體或粉末，三維尺寸中至少有一維尺寸小于等于100nm。

7.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟A)所述加熱脫水溫度為50～150℃；脫水時間為0.5～8h；脫水的真空度為小于1Kpa；所述攪拌反應溫度為40～120℃；所述反應時間為0.5～3h。

8.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟B)所述反應溫度為40～75℃；所述反應時間為2～12h；步驟C)所述中和溫度為25～70℃；所述中和時間為0.1～6h；步驟D)所述加熱反應溫度為25～90℃；加熱反應時間為0.5～12h。