[發明專利]一種含苯硼酸類基團的雙響應型可降解聚氨酯材料及其制備方法

在審

• 申請號: 202011402716.6
• 申請日: 2020-12-02
• 公開（公告）號: CN112521583A
• 公開（公告）日: 2021-03-19
• 發明（設計）人: 王文爽;沈文齊
• 申請（專利權）人: 蚌埠泰鑫材料技術有限公司
• 主分類號: C08G18/76
• 分類號: C08G18/76;C08G18/66;C08G18/48;C08G18/38;C08G18/34;C08G18/12;C08K3/24;C08K9/04;C08K9/06
• 代理公司: 昆明合眾智信知識產權事務所 53113
• 代理人: 葉春娜

本發明公開一種含苯硼酸類基團的雙響應型可降解聚氨酯材料及其制備方法，包括以下質量份反應原料：聚四氫呋喃二醇60～80份、聚氧化丙烯三醇40～50份、4,4'?二苯基甲烷二異氰酸酯50～65份、催化劑0.2～0.6份、苯硼酸類單體10～16份、納米鐵酸鎳/釩酸鉍異質結2～4份、十六烷基三甲基溴化銨0.3～1份、氨基硅烷偶聯劑0.3～1份、N,N?二甲基甲酰胺20～30份、羧基擴鏈劑4～6份。其制備方法為：S1：異質結的氨基化處理；S2：制備聚氨酯預聚體；S3：將苯硼酸類單體加入氨基化異質結懸液，超聲分散后，與羧基擴鏈劑、聚氨酯預聚體于70℃混合反應。本發明制出的聚氨酯材料降解周期短，且降解產物無毒無害，綠色環保，納米鐵酸鎳/釩酸鉍異質結引入還提高聚氨酯大分子骨架強度，且可回收再利用。

技術領域

本發明屬于聚氨酯材料合成技術領域，具體涉及一種含苯硼酸類基團的雙響應型可降解聚氨酯材料及其制備方法。

背景技術

聚氨酯全稱為聚氨基甲酸酯，由多異氰酸酯和多元醇聚合物等經過加成聚合反應生成，最主要基團為氨基甲酸酯鍵，其次為醚、酯、脲等，具有高強度、抗撕裂、耐磨損等優點，被廣泛應用于醫療、服裝、電器、交通等領域。聚氨酯是高聚物，耐久性良好，在自然條件下不易降解，環保性差，加劇環境污染問題。

目前，提高聚氨酯可生物降性的方法主要包括引入可降解鏈段、摻雜氧化劑、摻雜光催化劑等，如申請號為CN201711425440.1的專利，公開可降解脂肪族聚碳酸酯/聚氨酯共聚發泡材料及其制備，如申請號為CN201710579612.4的專利，公開一種基于可降解生物基類的環保型水性聚氨酯樹脂及其制備方法，如申請號為CN201410012053.5的專利，公開聚乳酸基可降解聚氨酯泡沫的制備方法，如申請號為CN201610200126.2的專利，公開基于異山梨醇和聚乳酸的高力學性能可降解聚氨酯材料及其合成方法，如申請號為CN201610327590.8的專利，公開一種可降解水性聚氨酯涂料的制備方法及產品，如申請號為CN201210037517.9的專利，公開利用五氧化二磷的聚氨酯可降解塑料。但是，關于活性氧及可見光雙響應型的自降解聚氨酯材料及其制備方法尚未有文獻和專利報道或公開，是聚氨酯合成領域乃至有機高分子合成領域的空白。

為了進一步開發環境友好型的新型環保可降解聚氨酯材料，本發明首次利用苯硼酸類單體、氨基化納米鐵酸鎳/釩酸鉍異質結光催化劑及4,4'-二苯基甲烷二異氰酸酯、聚四氫呋喃二醇、聚氧化丙烯三醇、羧基擴鏈劑接枝共聚，苯硼酸類單體通過-OH官能團或-NH₂官能團與聚氨酯預聚體中-NCO進行加成反應，或通過-NH₂與羧基擴鏈劑的-COOH間的酰胺化反應，再進一步利用羧基擴鏈劑與聚氨酯預聚體間的共聚反應將苯硼酸類嵌段插入聚氨酯主鏈中，同理，利用氨基化異質結表面的氨基將納米鐵酸鎳/釩酸鉍異質結引入聚氨酯結構鏈中，賦予聚氨酯優異的可見光催化效應及自降解效應，納米鐵酸鎳/釩酸鉍異質結在太陽光的作用下，產生的光生空穴進一步與空氣中水分子反應生成羥基自由基、超氧自由基等活性氧自由基，傳遞到聚氨酯中苯硼酸類活性氧響應嵌段后，苯硼酸類嵌段被氧化成苯酚和硼酸，進而實現聚氨酯大分子鏈的斷裂，使聚氨酯快速降解，且硼酸產物對聚氨酯的自降解具有進一步催化作用，進入自然界中可快速降解，綠色環保。

發明內容

針對現有技術的不足之處，本發明的目的在于提供一種含苯硼酸類基團的雙響應型可降解聚氨酯材料及其制備方法。

本發明的技術方案概述如下：

一種含苯硼酸類基團的雙響應型可降解聚氨酯材料，包括以下質量份反應原料：

優選的是，所述催化劑包括二月桂酸二丁基錫、辛酸亞錫、異辛酸鉍的一種或多種。

優選的是，所述苯硼酸類單體包括4-羥基苯硼酸、3-羥基苯硼酸、4-氨基苯硼酸、3-氨基苯硼酸、4-羥基苯硼酸頻哪醇酯中的一種或多種。