[發明專利]一種多酚型本體擴鏈體系聚氨酯彈性體及其制備方法

在審

• 申請號: 202310533154.6
• 申請日: 2023-05-12
• 公開（公告）號: CN116535604A
• 公開（公告）日: 2023-08-04
• 發明（設計）人: 白子辰;蘇醒;鄒美帥;李曉東
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: C08G18/66
• 分類號: C08G18/66;C08G18/48;C08G18/10;C08G18/32
• 代理公司: 北京理工大學專利中心 11120
• 代理人: 張潔

本發明涉及一種多酚型本體擴鏈體系聚氨酯彈性體及其制備方法，屬于聚氨酯技術領域。所述多酚型本體擴鏈體系聚氨酯彈性體由硬鏈段和軟鏈段組成，其中多酚類物質存在于軟、硬鏈段上并起到擴鏈和交聯作用；多酚類物質通過其酚羥基和聚合物中的極性基團之間結合生成強氫鍵，提高聚氨酯的機械強度和韌性。由于多酚類物質自身具備抗紫外，耐老化以及金屬螯合等特征，不僅可以顯著增加聚氨酯使用壽命。

技術領域

本發明涉及一種多酚型本體擴鏈體系聚氨酯彈性體及其制備方法，屬于聚氨酯技術領域。

背景技術

聚氨酯是一類大分子鏈中僅含有氨酯型重復單元而非確定結構的聚合物，最早由德國公司于1937年合成獲得，因為其力學性能優異、形變能力良好、生物相容性和耐溶劑性強、適用范圍多樣而被譽為“第五大塑料”。聚氨酯材料廣泛應用于煤炭工業、交通建筑、機械工程、電子電氣和生物醫學等諸多領域，具有高回彈性、耐磨性、減震性、耐撕裂和耐化學腐蝕等優勢。然而，針對當前聚氨酯領域的研究內容，仍存在發泡型聚氨酯泡孔尺寸不均，耐老化性能有待提升以及紫外光破壞效應強等瓶頸存在。

為了延長聚氨酯的使用壽命，提升聚氨酯的力學性能，研究人員通常采用噴涂鍍層，表面薄膜包覆來改性聚氨酯。噴涂鍍層能顯著提升聚氨酯的抗磨損性能但降低其硬度調節能力。表面包覆在保護聚氨酯基底的同時能增加其應用范圍，但由于包覆的薄膜性能單一，聚氨酯的泛用性仍存在著很大的發展潛力。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種多酚型本體擴鏈體系聚氨酯彈性體及其制備方法。所述聚氨酯彈性體中多酚型擴鏈交聯劑的羥基和聚合物中的極性基團(如羥基、氨基、羰基、酯鍵)之間結合生成強氫鍵。由于多酚類物質自身具備抗紫外，耐老化以及金屬螯合等特征，不僅可以顯著增加聚氨酯使用壽命，還可以根據選用多酚類物質的不同來提升聚氨酯相應的應用范圍。

為實現上述目的，本發明的技術方案如下。

一種多酚型本體擴鏈體系聚氨酯彈性體，所述聚氨酯彈性體的結構式為：

其中，R’為-H或-OH，R”為-H、-OH、C3-C20的烷基鏈段、烷基多元環、多元醚、苯環、鄰苯二酚或鄰苯三酚；x的取值為4～50。

優選的，所述聚氨酯彈性體由A組分和B組分固化成型得到，以制備所述A組分的原料總質量為100％計，各原料成分及其質量分數如下：二異氰酸酯40％～46％，聚多元醇54％～60％；以制備所述B組分的原料總質量為100％計，各原料成分及其質量分數如下：聚多元醇74％～85％，多酚型擴鏈交聯劑15％～26％。

優選的，以制備所述B組分的原料總質量為100％計，各原料成分及其質量分數如下：聚多元醇78％～82％，多酚型擴鏈交聯劑18％～22％。

優選的，所述聚多元醇為聚丁二醇(PTMG)、聚丙二醇(PPG)和聚乙二醇(PEG)中的一種以上。

優選的，所述聚多元醇的分子量為960～2090。

優選的，所述二異氰酸酯為二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)、六亞甲基二異氰酸酯(HDI)和異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)中的一種以上。

優選的，所述多酚型擴鏈交聯劑為茶多酚、鞣花酸、安石榴苷、沒食子酸和單寧酸。

一種本發明所述多酚型本體擴鏈體系聚氨酯彈性體的制備方法，方法步驟包括：

(1)在惰性氣體保護下，將A組分中的二異氰酸酯和聚多元醇混合，升溫至80℃～85℃，攪拌反應2h～4h，冷卻得到聚氨酯預聚體；

(2)在隔絕空氣條件下，將所述聚氨酯預聚體預熱至40℃～50℃，將B組分中的聚多元醇預熱至50℃～70℃；將多酚型擴鏈交聯劑溶解于有機溶劑中得到多酚型擴鏈交聯劑溶液；