官能化的热塑性聚氨酯、其生产方法、使用其生产高度官能化的医疗复合材料的方法和包括其的医疗装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及官能化的热塑性聚氨酯、其生产方法以及包括其的制品，官能化的热塑性聚氨酯包含：具有能够与预聚物化学键合的官能度的新型增链剂，该预聚物通过使多元醇(P)与二异氰酸酯(R)反应而聚合；含有一种或多种单体或聚合物的官能化的复合材料，该一种或多种单体或聚合物选自由阴离子官能团、两性官能团、全氟化化合物、水凝胶和硅氧烷聚合物组成的组中。水凝胶和硅氧烷聚合物组成的组中。水凝胶和硅氧烷聚合物组成的组中。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】官能化的热塑性聚氨酯、其生产方法、使用其生产高度官能化的医疗复合材料的方法和包括其的医疗装置


[0001]本专利技术涉及具有能够化学键合热塑性聚氨酯的每个重复单元的官能度的新型增链剂，和新型官能化的热塑性聚氨酯(下文，也称为“TPU”)，以及更具体地，使用具有所述官能度的新型增链剂生产和结合具有各种化学特性的TPU的方法，其可容易地通过点击反应、硫醇
‑
烯反应、氢化硅烷化等引入新的官能度，同时具有与常规热塑性聚氨酯的机械特性类似的机械特性。

技术介绍

[0002]热塑性聚氨酯(TPU)是一种聚氨酯塑料，其具有数种特性，包括弹性；透明性；耐油性、耐油脂性和耐磨性。从技术上讲，它们是由直链链段嵌段共聚物(由硬链段和软链段组成)组成的热塑性弹性体(见图1和图2)。
[0003]根据非常优异的机械性能和化学结构的特征，这种TPU在整个工业中被广泛用作生物相容性材料。最近，研究正在进行中，以将额外的化学特性引入上述特性，并将其用于各种定制的特殊材料。然而，由于常规的TPU在根据每种用途制备后，在聚合物中不具有反应性基团，因此几乎不可能制备出以化学键形式表现出用户随后所需特性的单体或聚合物。所以，根据用户的要求，常规的TPU以涂层或分散体的形式与额外的特性一起使用，并且因此对其用途有许多限制。另外，如上所述通过物理键合赋予TPU的特性不是永久的，并且由于取决于时间和使用环境的诸如磨损、表面损伤和分离等现象，通常限于一次性使用。
[0004]为了解决这种TPU的常规问题，本专利技术人已使用新型增链剂制造了具有与通用TPU类似的机械特性的pre
‑
TPU(官能化的热塑性聚氨酯)，在新型增链剂中，官能团(例如，烯丙基、炔丙基、巯基等)以常规TPU的制备方法连接，该方法是将多元醇、二异氰酸酯和增链剂结合，并且本专利技术人已确认可通过化学反应比如点击反应、硫醇
‑
烯反应、氢化硅烷化反应等容易地引入各种官能度，从而完成本专利技术。根据本专利技术，根据引入的官能团制备的TPU具有各种化学特性，因此可开发可根据具体用途使用的聚合物。

技术实现思路

[0005]【技术问题】
[0006]为了解决上述现有技术的问题，本专利技术的目的是提供官能化的热塑性聚氨酯共聚物，其包括在聚氨酯的每个重复单元上具有官能团的增链剂。
[0007]另外，本专利技术的另一目的是提供用于制备官能化的热塑性聚氨酯共聚物的方法。
[0008]此外，本专利技术的另一目的是提供包括官能化的热塑性聚氨酯共聚物的用于医疗用途的复合材料，及其制备方法。
[0009]而且，本专利技术的另一目的是提供含有热塑性聚氨酯的医疗装置。
[0010]【技术方案】
[0011]为了实现上述目标，本专利技术提供了由下面化学式1的结构表示的官能化的热塑性
聚氨酯共聚物。优选地，官能化的热塑性聚氨酯共聚物包括由化学式2表示的增链剂。
[0012][化学式1][0013][0014][化学式2][0015][0016]在该式中，
[0017]Fn选自由下述组成的组中：取代的或未取代的具有2至10个碳原子的烯基、取代的或未取代的具有2至10个碳原子的炔基、取代的或未取代的具有2至10个碳原子的巯基、取代的或未取代的具有2至10个碳原子的烷基叠氮基、取代的或未取代的具有7至20个碳原子的芳基叠氮基、取代的或未取代的具有2至10个碳原子的烷基甲硅烷基、取代的或未取代的具有2至10个碳原子的异氰酸酯基、取代的或未取代的具有2至20个碳原子的烷基氨基、取代的或未取代的具有2至10个碳原子的醇基、取代的或未取代的具有2至10个碳原子的烷氧基和取代的或未取代的具有2至20个碳原子的卤代烷基；
[0018]L为选自由下述组成的组中的一种：O、C、S、N、P、Si、取代的或未取代的具有1至10个碳原子的烷基、取代的或未取代的具有2至20个碳原子的环氧乙烷基、取代的或未取代的具有1至20个碳原子的烷氧基、取代的或未取代的具有3至20个碳原子的环烷基、取代的或未取代的具有7至20个碳原子的芳基、取代的或未取代的具有3至15个碳原子的杂芳基和取代的或未取代的具有5至20个碳原子的硅氧烷基；
[0019]E为选自由下述组成的组中的一种：取代的或未取代的具有1至10个碳原子的烷基、取代的或未取代的具有2至20个碳原子的环氧乙烷基、取代的或未取代的具有1至20个碳原子的烷氧基、取代的或未取代的具有3至20个碳原子的环烷基、取代的或未取代的具有7至20个碳原子的芳基、取代的或未取代的具有3至15个碳原子的杂芳基和取代的或未取代的具有5至20个碳原子的硅氧烷基；
[0020]P为多元醇；
[0021]R为二异氰酸酯；
[0022]x为2至50的整数；以及
[0023]y为2至100的整数。
[0024]【有益效果】
[0025]根据本专利技术的官能化的热塑性聚氨酯共聚物的优异之处在于，它将各种官能团引入到增链剂中，从而不仅解决了热塑性聚氨酯的加工和制备中的问题，而且有效地生产和制备了具有同等性能的产品。
附图说明
[0026]图1为示出热塑性聚氨酯的结构的示意图。
[0027]图2为示出异氰酸酯的具体示例的图，其为用于制备热塑性聚氨酯的硬链段。
[0028]图3为示出多元醇的具体示例的图，其为用于制备热塑性聚氨酯的软链段。
[0029]图4为使用官能化的热塑性聚氨酯共聚物制备高性能复合材料的示意图。
具体实施方式
[0030]下文，将详细地描述本专利技术。
[0031]优选地，每种多元醇(P)的分子量可为400g/mol至10,000g/mol，但不限于此。
[0032]根据本专利技术的官能化的聚氨酯为作为多元醇(P)和二异氰酸酯(R)的嵌段共聚物的热塑性聚氨酯共聚物。
[0033]多元醇(P)为用引发剂和单体构成单元制备的高分子量材料，并且当其与聚氨酯结合时，其对应于聚合物的“软链段”，并且它通常以卷曲形式存在。在优选的方面，多元醇(P)可为选自由下述组成的组中的多元醇的一种或多种：聚醚多元醇、聚碳酸酯多元醇、聚酯多元醇和聚硅氧烷多元醇。
[0034]在非限制性示例中，聚醚多元醇可为选自由下述组成的组中的一种或多种：聚乙二醇(PEG)、聚丙二醇(PPG)和聚四亚甲基二醇(PTMG)，并且聚碳酸酯多元醇可为选自由下述组成的组中的一种或多种：聚(1,6
‑
六亚甲基碳酸酯)二醇(PHMCD)、聚(十亚甲基碳酸酯)二醇(PDMCD)、低聚碳酸酯二醇和聚六亚甲基
‑
五亚甲基碳酸酯二醇(PHMPMCD)，聚酯多元醇可为选自由下述组成的组中的一种或多种：聚丙交酯(PLA)多元醇、聚己酸内酯(PCL)多元醇和聚己二酸乙二醇酯(PEGA)多元醇，并且聚硅氧烷多元醇可为选自由下述组成的组中的一种或多种：聚二甲基硅氧烷(PDMS)多元醇、聚芳基硅氧烷多元醇和聚烷基硅氧烷多元醇。
[0035]在本本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种官能化的热塑性聚氨酯，由下面化学式1表示：[化学式1]在所述式中，Fn选自由下述组成的组中：取代的或未取代的具有2至10个碳原子的烯基、取代的或未取代的具有2至10个碳原子的炔基、取代的或未取代的具有2至10个碳原子的巯基、取代的或未取代的具有2至10个碳原子的烷基叠氮基、取代的或未取代的具有7至20个碳原子的芳基叠氮基、取代的或未取代的具有2至10个碳原子的烷基甲硅烷基、取代的或未取代的具有2至10个碳原子的异氰酸酯基、取代的或未取代的具有2至20个碳原子的烷基氨基、取代的或未取代的具有2至10个碳原子的醇基、取代的或未取代的具有2至10个碳原子的烷氧基和取代的或未取代的具有2至20个碳原子的卤代烷基；L为选自由下述组成的组中的一种：O、C、S、N、P、Si、取代的或未取代的具有1至10个碳原子的烷基、取代的或未取代的具有2至20个碳原子的环氧乙烷基、取代的或未取代的具有1至20个碳原子的烷氧基、取代的或未取代的具有3至20个碳原子的环烷基、取代的或未取代的具有7至20个碳原子的芳基、取代的或未取代的具有3至15个碳原子的杂芳基和取代的或未取代的具有5至20个碳原子的硅氧烷基；E为选自由下述组成的组中的一种：取代的或未取代的具有1至10个碳原子的烷基、取代的或未取代的具有2至20个碳原子的环氧乙烷基、取代的或未取代的具有1至20个碳原子的烷氧基、取代的或未取代的具有3至20个碳原子的环烷基、取代的或未取代的具有7至20个碳原子的芳基、取代的或未取代的具有3至15个碳原子的杂芳基和取代的或未取代的具有5至20个碳原子的硅氧烷基；P为多元醇；R为二异氰酸酯；x为2至50的整数；并且y为2至100的整数，其中所述多元醇(P)的分子量为400g/mol至10,000g/mol。2.根据权利要求1所述的官能化的热塑性聚氨酯，其中引入了下面化学式2的增链剂：[化学式2]在所述式中，E、Fn和L如在化学式1中定义的。3.根据权利要求1所述的官能化的热塑性聚氨酯，其中所述官能化的热塑性聚氨酯是作为多元醇(P)和二异氰酸酯(R)的嵌段共聚物的热塑性聚氨酯聚合物。4.根据权利要求1所述的官能化的热塑性聚氨酯，其中所述多元醇(P)是选自由聚醚多
元醇、聚碳酸酯多元醇、聚酯多元醇和聚硅氧烷多元醇组成的组中的多元醇中的一种或多种。5.根据权利要求4所述的官能化的热塑性聚氨酯，其中所述聚醚多元醇是选自由聚乙二醇(PEG)、聚丙二醇(PPG)和聚四亚甲基二醇(PTMG)组成的组中的一种或多种，所述聚碳酸酯多元醇是选自由聚(1,6
‑
六亚甲基碳酸酯)二醇(PHMCD)、聚(十亚甲基碳酸酯)二醇(PDMCD)、低聚碳酸酯二醇和聚六亚甲基
‑
五亚甲基碳酸酯二醇(PHMPMCD)组成的组中的一种或多种，所述聚酯多元醇是选自由聚丙交酯(PLA)多元醇、聚己酸内酯(PCL)多元醇和聚己二酸乙二醇酯(PEGA)多元醇组成的组中的一种或多种，并且所述聚硅氧烷多元醇是选自由聚二甲基硅氧烷(PDMS)多元醇、聚芳基硅氧烷多元醇和聚烷基硅氧烷多元醇以及其组合物组成的组中的一种或多种。6.根据权利要求1所述的官能化的热塑性聚氨酯，其中每种多元醇(P)的平均分子量为400g/mol至10,000g/mol。7.根据权利要求1所述的官能化的热塑性聚氨酯，其中所述二异氰酸酯(R)是选自由下述组成的组中的一种或多种：4,4'
‑
二环己基甲烷二异氰酸酯(HMDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、1,4
‑
二异氰酸酯基环己烷(CHDI)、4,4'
‑
二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、2,4
‑
或2,6
‑
甲苯二异氰酸酯(TDI)、碳二酰亚胺修饰的MDI、聚合MDI和六亚甲基二异氰酸酯。8.根据权利要求1所述的官能化的热塑性聚氨酯，其中所述官能化的热塑性聚氨酯共聚物由选自由下面化学式3至14组成的组中的结构表示：[化学式3][化学式4][化学式5][化学式6]
[化学式7][化学式8][化学式9][化学式10][化学式11][化学式12][化学式13][化学式14]在所述化学式3至14中，x和y如在上面化学式1中定义的，并且
n为10至250的整数。9.一种增链剂，由下面化学式2表示：[化学式2]在所述式中，Fn选自由下述组成的组中：取代的或未取代的具有2至10个碳原子的烯基、取代的或未取代的具有2至10个碳原子的炔基、取代的或未取代的具有2至10个碳原子的巯基、取代的或未取代的具有2至10个碳原子的烷基叠氮基、取代的或未取代的具有7至20个碳原子的芳基叠氮基、取代的或未取代的具有2至10个碳原子的烷基甲硅烷基、取代的或未取代的具有2至10个碳原子的异氰酸酯基、取代的或未取代的具有2至20个碳原子的烷基氨基、取代的或未取代的具有2至10个碳原子的醇基、取代的或未取代的具有2至10个碳原子的烷氧基和取代的或未取代的具有2至20个碳原子的卤代烷基；L为选自由下述组成的组中的一种：O、C、S、N、P、Si、取代的或未取代的具有1至10个碳原子的烷基、取代的或未取代的具有2至20个碳原子的环氧乙烷基、取代的或未取代的具有1至20个碳原子的烷氧基、取代的或未取代的具有3至20个碳原子的环烷基、取代的或未取代的具有7至20个碳原子的芳基、取代的或未取代的具有3至15个碳原子的杂芳基和取代的或未取代的具有5至20个碳原子的硅氧烷基；并且E为选自由下述组成的组中的一种：取代的或未取代的具有1至10个碳原子的烷基、取代的或未取代的具有2至20个碳原子的环氧乙烷基、取代的或未取代的具有1至20个碳原子的烷氧基、取代的或未取代的具有3至20个碳原子的环烷基、取代的或未取代的具有7至20个碳原子的芳基、取代的或未取代的具有3至15个碳原子的杂芳基和取代的或未取代的具有5至20个碳原子的硅氧烷基。10.根据权利要求9所述的增链剂，其中由上面化学式2表示的所述增链剂选自由下面化学式15至18组成的组中：[化学式15][化学式16][化学式17]
[化学式18]11.一种官能化的复合材料，包括官能化的热塑性聚氨酯，其中，选自由阴离子官能团、两性官能团、全氟化化合物、水凝胶和硅氧烷聚合物组成的组中的一种或者两种或更多种单体或聚合物被引入到根据权利要求1所述的化学式1的官能化的热塑性聚氨酯中。12.根据权利要求11所述的官能化的复合材料，由下面化学式19至23中的任一种表示：[化学式19][化学式20][化学式21][化学式22][化学式23]
13.一种用于制备根据权利要求1所述的官能化的热塑性聚氨酯的方法，包括：(a)使多元醇(P)和二异氰酸酯(R)反应以使预聚物聚合；以及(b)使(a)中聚合的所述预聚物与包括官能团(Fn)的增链剂反应，以制备官能化的热塑性聚氨酯。14.根据权利要求13所述的用于制备官能化的热塑性聚氨酯的方法，其中所述多元醇是选自由聚醚多元醇、聚碳酸酯多元醇、聚酯多元醇和聚硅氧烷多元醇组成的组中的多元醇中的一种或多种。15.根据权利要求13所述的用于制备官能化的热塑性聚氨酯的方法，其中每种多元醇(P)的平均分子量为...

【专利技术属性】
技术研发人员：辛玹西，梁博纳，康荣宰，姜槿姬，
申请(专利权)人：爱森新株式会社，
类型：发明
国别省市：