[發(fā)明專利]含多重氫鍵的超分子聚氨酯抗沖擊材料及其制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010640611.8
• 申請(qǐng)日: 2020-07-06
• 公開（公告）號(hào): CN111848907A
• 公開（公告）日: 2020-10-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 顏徐州;劉凱
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海交通大學(xué)
• 主分類號(hào): C08G18/66
• 分類號(hào): C08G18/66;C08G18/48;C08G18/32;C08G18/10;C08G18/12;C08G18/42
• 代理公司: 上海漢聲知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31236
• 代理人: 胡晶

本發(fā)明提供了一種含多重氫鍵的超分子聚氨酯抗沖擊材料及其制備方法，包括以下步驟：S1、將聚合二元醇和二異氰酸酯均勻混合，真空除水，攪拌條件下加入催化劑，反應(yīng)得到預(yù)聚物I；S2、將第一擴(kuò)鏈劑和第二擴(kuò)鏈劑溶于有機(jī)溶劑中，得到擴(kuò)鏈劑混合物II；S3、將擴(kuò)鏈劑混合物II加入到預(yù)聚物I中，反應(yīng)后除去有機(jī)溶劑，得到含多重氫鍵的超分子聚氨酯抗沖擊材料。本發(fā)明將2?氨基?5?(2?羥乙基)?6?甲基?4[1H]?嘧啶酮作為擴(kuò)鏈劑制備得到的沖擊防護(hù)聚氨酯材料，區(qū)別于傳統(tǒng)聚氨酯材料，具有優(yōu)良沖擊硬化性能和抗沖擊性能，該材料的制備工藝簡(jiǎn)單，易于操作，適于商品化生產(chǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及超分子聚合物技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及一種超分子聚氨酯抗沖擊材料，尤其涉及一種含多重氫鍵的超分子聚氨酯抗沖擊材料及其制備方法。

背景技術(shù)

理想的個(gè)體沖擊防護(hù)材料需要具備柔軟、輕便和舒適等特點(diǎn)，同時(shí)在受到外力沖擊時(shí)可以迅速變硬并吸收和分散沖擊能量，從而避免和減輕對(duì)人體的傷害。目前，具備上述功能的材料主要包括剪切增稠液體、具有負(fù)泊松比的材料和沖擊硬化聚合物材料等。其中，剪切增稠液體是一種包含微納粒子的非牛頓流體，當(dāng)其受到的外界應(yīng)力的速率達(dá)到某一臨界值以后，體系的粘度會(huì)急劇的增加從而呈現(xiàn)出固態(tài)的性質(zhì)。然而，剪切增稠液體存在微納粒子的沉降、性能不夠穩(wěn)定和使用時(shí)需要封裝等問(wèn)題，限制了其在個(gè)體防護(hù)方面的進(jìn)一步發(fā)展和應(yīng)用。具有負(fù)泊松比的防護(hù)材料通常需要特殊的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，例如聚氨酯材料通過(guò)內(nèi)凹的凹角結(jié)構(gòu)和內(nèi)旋的折疊結(jié)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)負(fù)泊松比現(xiàn)象，這類防護(hù)材料的研究還有待進(jìn)一步開展。沖擊硬化聚合物材料在常態(tài)下呈現(xiàn)粘彈性，一旦受到外力的沖擊時(shí)，其儲(chǔ)能模量和強(qiáng)度可以瞬間提高數(shù)倍，顯示出極為堅(jiān)硬的固態(tài)性質(zhì)，這種靈敏的軟硬轉(zhuǎn)變性質(zhì)，使得這類材料在受到外力時(shí)可以起到防護(hù)的作用。簡(jiǎn)言之，沖擊硬化材料在保護(hù)人體不受或降低沖擊力傷害方面有著重要意義。

目前研究較多的沖擊硬化材料是聚硼硅氧烷，其材料內(nèi)部含有大量的硼氧動(dòng)態(tài)共價(jià)鍵。在外力的作用下這些動(dòng)態(tài)共價(jià)鍵可以發(fā)生可逆的斷裂和重組，吸收外部的能量，同時(shí)也引起分子鏈的運(yùn)動(dòng)加劇和內(nèi)能消耗增加，從而實(shí)現(xiàn)抗沖擊作用。然而，目前沖擊硬化聚合物的防護(hù)性能有待進(jìn)一步改善，沖擊硬化的機(jī)理也有待進(jìn)一步解釋。因此，研制沖擊硬化材料對(duì)個(gè)體防護(hù)材料的開發(fā)和應(yīng)用具有指導(dǎo)意義。

超分子聚合物材料具備力學(xué)適應(yīng)性和刺激響應(yīng)性，可拉伸性、自修復(fù)性和可回收性等。然而，目前關(guān)于超分子聚合物的沖擊防護(hù)材料的研究較少。

經(jīng)過(guò)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的檢索，申請(qǐng)公布號(hào)為CN 107474544 A的發(fā)明公開了一種輕質(zhì)剪切增稠凝膠，所述剪切增稠凝膠的原料包括如下重量份：聚二甲基硅氧烷800～1500份、空心微球50～200份、硼酸60～150份、二氧化硅粉末30～120份。制備所述剪切增稠凝膠的方法，具體為：在所述聚二甲基硅氧烷中加入所述硼酸、所述二氧化硅粉末及所述空心微球，攪拌，混合制成基料；將所述基料溶于有機(jī)溶劑中，即得。但是，該方案中輕質(zhì)剪切增稠凝膠作為沖擊防護(hù)材料，存在微納粒子的沉降、性能不夠穩(wěn)定和使用時(shí)需要封裝等問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種含多重氫鍵的超分子聚氨酯抗沖擊材料及其制備方法。

本發(fā)明的目的是通過(guò)以下方案實(shí)現(xiàn)的：

本發(fā)明的第一方面提供一種含多重氫鍵的超分子聚氨酯抗沖擊材料的制備方法，包括以下步驟：

S1、將聚合二元醇和二異氰酸酯均勻混合，真空除水，攪拌條件下加入催化劑，反應(yīng)得到預(yù)聚物I；

S2、將第一擴(kuò)鏈劑和第二擴(kuò)鏈劑溶于有機(jī)溶劑中，得到擴(kuò)鏈劑混合物II；

S3、將擴(kuò)鏈劑混合物II加入到預(yù)聚物I中，反應(yīng)后除去有機(jī)溶劑，得到含多重氫鍵的超分子聚氨酯抗沖擊材料。