一种含氟自愈合水性聚氨酯人工皮肤材料的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种含氟自愈合水性聚氨酯人工皮肤材料的制备方法，涉及水性聚氨酯材料技术领域，先由异氰酸酯、大分子多元醇、有机硅聚醚多元醇、亲水扩链剂、2,2,3,3,4,4

【技术实现步骤摘要】
一种含氟自愈合水性聚氨酯人工皮肤材料的制备方法

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[0001]本专利技术涉及水性聚氨酯材料
，具体涉及一种含氟自愈合水性聚氨酯人工皮肤材料的制备方法。

技术介绍
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[0002]随着智能可穿戴设备的需求越来越高，制备一种与人体皮肤十分类似材料的市场越来越急切。目前很多科研机构及高校目前主要集中于利用硅橡胶等材料模拟人体皮肤，但是该类材料亲水性能不足，而人体表皮是具有亲水性能的，因此在潮湿环境下，该类材料与人体皮肤的性能出入较大；国内外也有科研人员研究出亲水性能的人工皮肤材料，但是其自愈合性能不佳，而人体皮肤本身具有自愈合性能。综上考虑，具有自愈合且亲水性能优异的材料将十分接近人体皮肤。

技术实现思路
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[0003]本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种含氟自愈合水性聚氨酯的制备方法，该材料具有优异的自愈合能力，亲水性能优异，环保性能好，耐热性能好及具有接近人体皮肤的触感，其在人工皮肤、可穿戴设备及假肢表皮等方面具有广阔的应用前景。
[0004]本专利技术所要解决的技术问题采用以下的技术方案来实现：
[0005]本专利技术提供了一种含氟自愈合水性聚氨酯人工皮肤材料的制备方法，先由异氰酸酯、大分子多元醇、有机硅聚醚多元醇、亲水扩链剂、2,2,3,3,4,4
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六氟
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1,5
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戊二醇、小分子扩链剂在催化剂的作用下反应制备预聚体，然后加入中和剂、后扩链剂反应制得含氟自愈合水性聚氨酯。
[0006]由于该水性聚氨酯中引入了2,2,3,3,4,4
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六氟
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1,5
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戊二醇，该物质赋予水性聚氨酯主链中含有适量的氟官能团，使其具有较强的氢键作用，其分子间作用力很强，因此该材料具有优异的自愈合能力；由于亲水扩链剂的存在，该材料亲水性能极佳，具有类似表皮的亲水特性；由于该材料以水作为溶剂，因此其环保性能优良；由于分子链中存在氟元素，因此该材料的耐热性能较为优异；由于水性聚氨酯主链中引入了有机硅聚醚多元醇，因此该材料具有十分接近皮肤的触感。
[0007]所述异氰酸酯包括异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、4,4
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二环己基甲烷二异氰酸酯(HMDI)、六甲撑二异氰酸酯(HDI)、甲苯
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2,4
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二异氰酸酯(TDI)、二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)中的一种或多种。
[0008]所述大分子多元醇包括聚醚多元醇(PPG系列)、聚四氢呋喃多元醇(PTMG系列)、聚酯多元醇、聚碳多元醇中的一种或多种。
[0009]所述亲水扩链剂包括二羟甲基丙酸、二羟甲基丁酸、磺酸盐型亲水扩链剂中的一种或多种。
[0010]所述小分子扩链剂包括2
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甲基
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1,3
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丙二醇(MPO)、1,4
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丁二醇(BDO)、环己烷二甲醇(CHDM)、三羟甲基丙烷(TMP)中的一种或多种。
[0011]所述后扩链剂包括乙二胺、己二胺、异氟尔酮二胺、1,4
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环己二甲胺中的一种或多种。
[0012]所述催化剂包括有机铋类催化剂、锆类催化剂、锰类催化剂中的一种或多种。
[0013]所述中和剂包括三乙胺、氨水、三乙醇胺和氢氧化钠中的一种或多种。
[0014]所述2,2,3,3,4,4
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六氟
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1,5
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戊二醇占比为水性聚氨酯预聚体质量的1
‑
10％。
[0015]所述有机硅聚醚多元醇占比为水性聚氨酯预聚体质量的5％
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35％。
[0016]所述催化剂占比为水性聚氨酯预聚体质量的0.1％～0.3％。
[0017]本专利技术还将上述含氟自愈合水性聚氨酯人工皮肤材料用于制备可穿戴设备及假肢表皮。
[0018]本专利技术的有益效果是：本专利技术含氟自愈合水性聚氨酯由异氰酸酯、大分子多元醇、有机硅聚醚多元醇、亲水扩链剂及2,2,3,3,4,4
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六氟
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1,5
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戊二醇按一定比例在一定温度下反应形成预聚体，然后乳化打开加入后扩链制备而来；由于该水性聚氨酯中引入2,2,3,3,4,4
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六氟
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1,5
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戊二醇、有机硅聚醚多元醇及亲水扩链剂，因此该材料具有十分优异的自愈合能力、环保性能、耐热性能及近似人体皮肤的触感，该专利技术填补了国内外未开发出具有自愈合及亲水性能材料的空白。
附图说明：
[0019]图1为样条在不同时间段自愈合变化情况的光学显微镜图。
具体实施方式：
[0020]为了使本专利技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例和图示，进一步阐述本专利技术。
[0021]下面实施例和对比例除了催化剂购自于德音化学，其余原材料均购买自阿拉丁试剂有限公司。
[0022]实施例1
[0023]一种含氟自愈合水性聚氨酯的制备方法，包括以下步骤：
[0024]称取90g聚四氢呋喃多元醇(分子量3000)，18g有机硅聚醚多元醇(分子量1800)和37.73g 4,4
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二环己基甲烷二异氰酸酯加入三口烧瓶中，在90℃下搅拌反应2h；然后向三口烧瓶中分别添加4.9g二羟甲基丙酸，8g 2,2,3,3,4,4
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六氟
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1,5
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戊二醇，0.1g三羟甲基丙烷和15g丙酮，在80℃下继续搅拌反应2h；然后加入0.3g有机铋催化剂DY
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20和10g丙酮，反应温度降温至70℃，继续反应3h；然后加入120g丙酮，将得到的预聚体降温至50℃，加入3.69g三乙胺反应3min，将预聚体降温至10℃，然后将预聚体出料至梅花桶，加入307g蒸馏水于分散机中乳化打开，分散机转速为2800r/min，最后加入2.81g 1,4
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环己二甲胺进行后扩链反应，放置8h后脱去丙酮，即得到含氟自愈合水性聚氨酯。
[0025]实施例2
[0026]一种含氟自愈合水性聚氨酯的制备方法，包括以下步骤：
[0027]称取90g聚醚多元醇PPG
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3000(分子量3000)，18g有机硅聚醚多元醇(分子量1800)和31.97g异佛尔酮二异氰酸酯加入三口烧瓶中，在90℃下搅拌反应2h；然后向三口烧瓶中分别添加4.9g二羟甲基丙酸，8g 2,2,3,3,4,4
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六氟
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1,5
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戊二醇，0.1g三羟甲基丙烷和15g
丙酮，在80℃下继续搅拌反应2h；然后加入0.3g有机铋催化剂DY
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20和10g丙酮，反应温度降温至70℃，继续反应3h；然后加入120g丙酮，将得到的预聚体降温至50℃，加入3.69g三乙本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种含氟自愈合水性聚氨酯人工皮肤材料的制备方法，其特征在于：先由异氰酸酯、大分子多元醇、有机硅聚醚多元醇、亲水扩链剂、2,2,3,3,4,4
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六氟
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1,5
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戊二醇、小分子扩链剂在催化剂的作用下反应制备预聚体，然后加入中和剂、后扩链剂反应制得含氟自愈合水性聚氨酯。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述异氰酸酯包括异佛尔酮二异氰酸酯、4,4
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二环己基甲烷二异氰酸酯、六甲撑二异氰酸酯、甲苯
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2,4
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二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯中的一种或多种。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述大分子多元醇包括聚醚多元醇、聚四氢呋喃多元醇、聚酯多元醇、聚碳多元醇中的一种或多种。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述亲水扩链剂包括二羟甲基丙酸、二羟甲基丁酸、磺酸盐型亲水扩链剂中的一种或多种。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述小分子扩链剂包括2
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甲基
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1,3

【专利技术属性】
技术研发人员：戴家兵，王启东，李维虎，钦洋，吴旻晨，
申请(专利权)人：合肥柔性科天机器人材料有限公司，
类型：发明
国别省市：