[發明專利]一種酚醛基可再生高分子材料及其制備方法和再生應用

有效

• 申請號: 202010125286.1
• 申請日: 2020-02-27
• 公開（公告）號: CN111333807B
• 公開（公告）日: 2021-09-07
• 發明（設計）人: 井新利;劉曉琴;行小龍;李瑜;王淑娟
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: C08G18/54
• 分類號: C08G18/54;C08G18/64;C08G18/32;C08G18/65;C08J11/08;C08L75/04;C08L97/02;C08K7/14;C08J5/24;C08J5/04;C09J175/04;C08J9/28;B29B13/10;B29C43/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 孟大帥

本發明公開了一種酚醛基可再生高分子材料及其制備方法和再生應用，包括以下步驟：步驟1，按照酚羥基與異氰酸酯基摩爾比為(10～1)：1的比例取熱塑性酚醛樹脂與芳香族多異氰酸酯化合物；步驟2，將步驟1取出的取熱塑性酚醛樹脂溶解于有機溶劑中，攪拌，獲得酚醛樹脂溶液；將步驟1取出的芳香族多異氰酸酯化合物溶解于有機溶劑中，獲得多異氰酸酯化合物溶液；步驟3，將酚醛樹脂溶液和多異氰酸酯化合物溶液混合，將混合后得到的溶液進行處理，得到酚醛基可再生高分子材料。本發明獲得的高分子材料具有優異的耐熱性和機械性能。

技術領域

本發明屬于高分子材料技術領域，特別涉及一種酚醛基可再生高分子材料及其制備方法和再生應用。

背景技術

傳統的熱固性高分子由于交聯結構的存在而具有優良的機械性能、化學穩定性和熱穩定性，但同時也難以有效地再生利用，從而會造成嚴重的環境污染和資源浪費。作為傳統熱固性高分子之一的酚醛樹脂，其苯酚環上的酚羥基具有很強的反應活性，利用其反應活性可以實現熱塑性酚醛樹脂的交聯，這為設計可循環利用的新型交聯酚醛樹脂提供了可能。

自Wicks在1975年(Z.W.Wicks,Progress in Organic Coatings,1975)首次報道以來，關于異氰酸酯基的封閉和解封閉得到人們的廣泛關注。當時研究者的關注點主要在于異氰酸酯的存貯和對反應活性的調節，對于所形成的氨基甲酸酯鍵的動態交換行為的研究很少。直到最近，才有關于氨基甲酸酯鍵的轉氨甲酰作用的報道。例如，申請號為201610051681.3的中國專利申請公開了一種基于氨酯鍵/脲鍵交換的可塑性形狀記憶聚合物體系及其應用方法，但其并未關注聚氨酯材料的自修復、再加工和回收性能。美國西北大學的Williams等制備的一種多羥基聚氨酯(Journal of the American ChemicalSociety,2015,137:14019)具有可再加工性能，但其玻璃化轉變溫度僅為54℃，材料的應用受到限制。綜上，現有技術雖然已經關注了氨基甲酸酯鍵的動態性能，但制備的材料耐熱性和力學性能較差，其拉伸強度僅為3MPa，楊氏模量為4MPa，難以滿足聚氨酯在泡沫塑料、彈性體、涂料和膠黏劑等方面的應用需求。

發明內容

本發明的目的在于提供一種酚醛基可再生高分子材料及其制備方法和再生應用，以解決上述存在的一個或多個技術問題。

為達到上述目的，本發明采用以下技術方案：

本發明的一種酚醛基可再生高分子材料的制備方法，包括以下步驟：

步驟1，按照酚羥基與異氰酸酯基摩爾比為(10～1)：1的比例取熱塑性酚醛樹脂與芳香族多異氰酸酯化合物；

步驟2，將步驟1取出的取熱塑性酚醛樹脂溶解于有機溶劑中，攪拌，獲得酚醛樹脂溶液；將步驟1取出的芳香族多異氰酸酯化合物溶解于有機溶劑中，獲得多異氰酸酯化合物溶液；

步驟3，將酚醛樹脂溶液和多異氰酸酯化合物溶液混合，將混合后得到的溶液進行處理，得到酚醛基可再生高分子材料。

本發明的進一步改進在于，步驟1中，所述熱塑性酚醛樹脂為高鄰位酚醛樹脂、無規酚醛樹脂、雙酚A型酚醛樹脂、雙酚F型酚醛樹脂和鄰苯二酚型酚醛樹脂中的一種或多種的混合物；

或者，所述熱塑性酚醛樹脂為帶有羥基的類似酚醛樹脂結構的天然或合成有機物種；

其中，所述熱塑性酚醛樹脂的平均分子量為200～20000g/mol、羥基當量為100～300g/eq。

本發明的進一步改進在于，步驟1中，所述芳香族多異氰酸酯化合物為含有一個以上異氰酸酯基的芳香族化合物中的一種或多種的混合物；

其中，二官能異氰酸酯化合物包括：甲苯二異氰酸酯、二苯基甲烷二異氰酸酯、萘二異氰酸酯、對苯二異氰酸酯、二甲基聯苯二異氰酸酯；