一种聚氨酯弹性体的制备方法及其使用的扩链剂技术

一种聚氨酯弹性体的制备方法及其使用的扩链剂，包括：S1.合成含二硒醚基团的双官能团封端的扩链剂；S2.在催化剂的作用下，使低聚物多元醇、二异氰酸酯、含二硒醚的扩链剂反应得到预聚物，随后与交联剂反应得到含二硒醚动态共价键的聚氨酯弹性体。与其他扩链剂相比，本发明专利技术的扩链剂引入聚氨酯弹性体后可使弹性体具备良好的自修复性能。与其他扩链剂的制备方法相比，本发明专利技术的扩链剂制备方法在接入二硒动态共价键的同时，还可轻松接入其他官能团包括含有氢键作用力的酰胺键等，进一步增加聚氨酯弹的自修复性能和可重塑性能。本发明专利技术制备的基于二硒醚动态共价键的聚氨酯弹性体，可在温和的刺激条件包括可见光、加热甚至室温条件下实现自修复。现自修复。现自修复。

【技术实现步骤摘要】
Appl.Polym.Mater.2021,3,847
‑
856.)
[0007]二硒键由于具有较弱的键能(172kJ mol
‑1)，对多种刺激包括可见光、热、机械力等响应，因而实现自修复能力的刺激手段多样化，具有实现远程自修复和厚材料自修复等优势。(Angew.Chem.Int.Ed.2014,53,6781
‑
6785，ACS Macro Lett.2022,11,264
‑
269.)同时，由于扩链剂的结构包括链长和内部官能团均对聚氨酯材料的性能有显著的影响，因此提出合成不同结构的二硒醚扩链剂的制备方法非常有意义，可在实现聚氨酯弹性体所需机械性能的基础上实现自修复和再加工能力。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的在于提供一种聚氨酯弹性体的制备方法及其使用的扩链剂。
[0009]为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供的优选技术方案是：一种扩链剂，符合下列通式的化合物中的至少一种：
[0010][0011]式中，R代表：
[0012][0013]X代表NH2、OH。
[0014]优选的技术方案为：制备方法包括：
[0015]方案一：将二硒化钠与含X官能团的卤代物反应，得到权利要求1所述的扩链剂；
[0016]方案二：将含X官能团的胺或醇与硒内酯反应，得到权利要求1所述的扩链剂。
[0017]优选的技术方案为：硒内酯为γ
‑
硒代丁内酯；胺包括伯胺和仲胺。
[0018]为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供的优选技术方案是：一种聚氨酯弹性体的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
[0019]步骤1：将权利要求1
‑
3任一所述的扩链剂、二异氰酸酯、低聚物多元醇在催化剂的作用下发生反应，得到预聚物；
[0020]步骤2：在催化剂的作用下，使所述预聚物与异氰酸酯固化剂发生交联反应，得到聚氨酯弹性体。
[0021]优选的技术方案为：所述二异氰酸酯为异佛尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、4,4
’‑
二苯基甲烷二异氰酸酯、四亚甲基二异氰酸酯、1,5
‑
萘二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、苯二甲基异氰酸酯和4,4
‑
二苯甲基二异氰酸酯中的至少一种。
[0022]优选的技术方案为：所述二异氰酸酯为异佛尔酮二异氰酸酯。
[0023]优选的技术方案为：所述低聚物多元醇为聚酯型多元醇、聚醚型多元醇、聚烯烃型多元醇和聚硅氧烷型多元醇中的至少一种。
[0024]优选的技术方案为：所述低聚物多元醇为聚乙二醇，所述扩链剂为双羟基封端的二硒醚。
[0025]优选的技术方案为：所述扩链剂和二异氰酸酯的摩尔比为1:1，所述二异氰酸酯和聚乙二醇的摩尔比为1:1
‑
1.25，所述异氰酸酯固化剂和二异氰酸中的异氰酸酯官能团与羟
基官能团的摩尔比为1:1。
[0026]优选的技术方案为：所述异氰酸酯固化剂为二月桂酸二丁基锡，所述催化剂的用量为100ppm；异氰酸酯固化剂为异氰酸酯固化剂HT
‑
600。
[0027]为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供的优选技术方案是：所述的聚氨酯弹性体的方法制备的聚氨酯弹性体作为自修复材料或智能响应材料的应用。
[0028]由于上述技术方案运用，本专利技术与现有技术相比具有的优点是：
[0029]本专利技术根据醇和异氰酸酯的高效反应成功地制备了基于二硒醚动态共价键的自修复聚氨酯弹性体，反应过程简单，高效易操作；与其他扩链剂相比，本方法采用含二硒醚动态共价键的扩链剂得到聚氨酯弹性体，可实现在保持交联聚氨酯良好的热机械性能和耐化学耐溶剂性能的同时实现再加工和自修复能力；与其他动态共价键相比，二硒动态共价键具有响应条件温和、响应条件多、动态交换速率快等优点。
附图说明
[0030]图1为本专利技术实施例1中，HO
‑
Se2的核磁共振氢谱图。
[0031]图2为本专利技术实施例1中，HO
‑
Se2的核磁共振碳谱图。
[0032]图3为本专利技术实施例1中，HO
‑
Se2的LC
‑
MS谱图。
[0033]图4为本专利技术实施例2中，聚氨酯弹性体制备过程中的红外谱图。
[0034]图5为本专利技术实施例2中，聚氨酯弹性体的照片。
[0035]图6为本专利技术实施例2中，聚氨酯弹性体的示差扫描量热法(DSC)曲线。
[0036]图7为本专利技术实施例3中，聚氨酯弹性体的重塑性能的图片。
[0037]图8反应路线图。
[0038]图9重塑性能与内部所含的二硒醚的动态交换。
具体实施方式
[0039]以下由特定的具体实施例说明本专利技术的实施方式，熟悉此技术的人士可由本实施例所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点及功效。
[0040]请参阅图1
‑
9。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本专利技术可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整。提供以下实施例以便更好地理解本专利技术，而非限制本专利技术。以下实施例中的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。下述实施例中所用的实验材料如无特殊说明，均为常规生化试剂商店购买所得。
[0041]下述实施例中所使用的试剂如下：
[0042]二甘醇胺，Adamas，98％；γ
‑
硒代丁内酯，实验室自制，95％；异佛尔酮二异氰酸酯，阿拉丁，97％；1,6
‑
己二异氰酸酯，安耐吉，99％；二月桂酸二丁基锡，Adamas，95％；聚乙二醇，阿拉丁，M
w
＝600g mol
‑
1；异氰酸酯固化剂HT
‑
600，万华化学，22.5～23.5％(
‑
NCO)；四氢呋喃，Oceanpak，99.9％。
[0043]下述实施例中所使用的测试仪器如下所示：
[0044]核磁氢谱(1H NMR)和碳谱(
13
C NMR)是通过Bruker 300MHz核磁仪，将待测样以氘
代氯仿(DMSO
‑
d6)为溶剂，四甲基硅烷(TMS)为内标溶解后进行测试；核磁硒谱(
77
SeNMR)通过Agilent 400MHz核磁仪测试；傅里叶红外变换光谱(FT
‑
TR)测试是通过将待测样溶解于氯仿中，滴加在KBr压片上，然后用Bruker TENSOR 27FT
‑
IR测试；差示扫描量热仪(DSC)型号为DSC2010。
[0045]实施例1：双官能团羟基封端的二硒醚扩链剂的制备
[0046]在25mL圆底烧瓶中，加入二甘醇胺(0.3本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种扩链剂，其特征在于：符合下列通式的化合物中的至少一种：式中，R代表：X代表NH2、OH。2.根据权利要求1所述的扩链剂，其特征在于：制备方法包括：方案一：将二硒化钠与含X官能团的卤代物反应，得到权利要求1所述的扩链剂；方案二：将含X官能团的胺或醇与硒内酯反应，得到权利要求1所述的扩链剂。3.根据权利要求1所述的扩链剂，其特征在于：硒内酯为γ
‑
硒代丁内酯；胺包括伯胺和仲胺。4.一种聚氨酯弹性体的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1：将权利要求1
‑
3任一所述的扩链剂、二异氰酸酯、低聚物多元醇在催化剂的作用下发生反应，得到预聚物；步骤2：在催化剂的作用下，使所述预聚物与异氰酸酯固化剂发生交联反应，得到聚氨酯弹性体。5.根据权利要求4所述的聚氨酯弹性体的制备方法，其特征在于：所述二异氰酸酯为异佛尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、4,4
’‑
二苯基甲烷二异氰酸酯、四亚甲基二异氰酸酯、1,5
‑
萘二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、苯二甲基异氰酸酯和4,4
‑
二苯甲基二异氰酸酯中的至少一种。6.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：周建，朱健，颜玉荣，李瑞枝，
申请(专利权)人：江苏湘园化工有限公司，
类型：发明
国别省市：