【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及聚合物制备，具体涉及一种无溶剂法制备交联型pi-puu多氟嵌段共聚物的方法。
技术介绍
1、聚氨酯弹性体由于具有可定制的机械强度、令人满意的韧性和良好的弹性，在执行器、软机器人、柔性电子等各个领域受到了极大的关注并显示出巨大的前景，特别是汽车工业和运动器材等新兴领域对高机械强度弹性体的需求非常大。聚氨酯(polyurethane，pu)即一种含氨基甲酸酯(-nhcoo-)的由软段和硬段交替排列组成的嵌段高分子聚合物，高分子链段间存在大量氢键，其在服役过程中不可避免的会出现耐水性差、机械强度低和耐磨性差等问题，这会影响材料的使用。为了发展可持续经济，研究高机械强度、强韧兼备、环境适应性强的聚氨酯弹性体是必要的。然而，制造同时集高机械强度、韧性、令人满意的拉伸性/弹性、优异的耐水性于一体的高性能弹性体仍然是一个巨大的挑战。
2、三嵌段聚(苯乙烯-丁二烯-苯乙烯)(sbs)是一种广泛应用的弹性体，由于其独特的两相结构，sbs具有出色的机械强度、拉伸性和弹性。在sbs弹性体中，聚苯乙烯段倾向于与弹性的聚丁二烯基体分离产生分散相，从而有助于提高sbs的强度。同时，聚丁二烯段作为连续相，具有柔软的特性，有助于提高sbs的拉伸和弹性。因此，用于构建弹性体的共聚物应由刚性链段组成，刚性链段可以组装成高度刚性的纳米结构，软链段应包含非共价交联基团。根据sbs以及先前报道的机械坚固和韧性弹性体的设计原则，sun等人(z.guo,x.lu,x.wang,x.li,j.li,j.sun,engineering ofchain
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种无溶剂法制备交联型pi-puu多氟嵌段共聚物的方法，本专利技术制备过程无需使用溶剂，无需亚胺化过程，且在puu和pi链段中分别引入大量含氟单体，增加了聚合物的含氟量。本专利技术制备的交联型pi-puu多氟嵌段共聚物拥有良好的强度、韧性、耐水性及减摩耐磨性能。
2、为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
3、本专利技术提供了一种无溶剂法制备交联型pi-puu多氟嵌段共聚物的方法，包括以下步骤：
4、将二异氰酸酯、二元醇和第一催化剂混合，进行第一聚合反应，得到聚氨酯预聚体；
5、将所述聚氨酯预聚体、双官能团氨基联苯和三官能团氨基苯基胺混合，进行第二聚合反应，得到超支化的氨基封端的puu分子链；
6、将4,4'-二异氰酸基-3,3'-二甲基联苯、酸酐和第二催化剂混合，进行第三聚合反应，得到线性的异氰酸根封端的pi分子链；
7、将所述超支化的氨基封端的puu分子链和线性的异氰酸根封端的pi分子链混合，进行第四聚合反应，得到交联型pi-puu多氟嵌段共聚物。
8、优选地，所述二异氰酸酯包括异佛尔酮二异氰酸酯、1,6-己二异氰酸酯、对苯二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、1,5-萘二异氰酸酯和苯二亚甲基二异氰酸酯中的一种或几种；
9、所述二元醇包括聚碳酸酯二醇和聚四亚甲基醚二醇中的一种或几种；
10、所述第一催化剂包括二月桂酸二丁基锡或辛酸亚锡。
11、优选地，所述二异氰酸酯和二元醇的物质的量比为2：1；所述第一催化剂的质量为二异氰酸酯和二元醇总质量的0.01～0.03wt％。
12、优选地，所述第一聚合反应的温度为70～100℃；所述第一聚合反应的时间为2～4小时。
13、优选地，所述二异氰酸酯和双官能团氨基联苯的物质的量比为10：2～3.5；所述二异氰酸酯和三官能团氨基苯基胺的物质的量比为10：1～2；
14、所述双官能团氨基联苯包括2,2'-双(三氟甲基)二氨基联苯、3,3'-二氯-4,4'-二氨基二苯甲烷、3,5-二氨基对氯苯甲酸异丁酯和二乙基甲苯二胺中的一种或几种；所述三官能团氨基苯基胺包括三(4-氨基苯基)胺、丙三醇、三乙醇胺和三异丙醇胺中的一种或几种。
15、优选地，所述第二聚合反应的温度为60～100℃；所述第二聚合反应的时间为6～12小时。
16、优选地，所述酸酐包括4,4'-(六氟异丙烯)二酞酸酐、二苯酮二酐、均苯二酐、二苯醚二酐和联苯二酐中的一种或几种；
17、所述第二催化剂包括n,n-二甲基环己胺和n-甲基苯胺；所述n,n-二甲基环己胺和n-甲基苯胺的质量比为2：1～3。
18、优选地，所述4,4'-二异氰酸基-3,3'-二甲基联苯和酸酐的物质的量比为9～11：10.5；所述第二催化剂的质量为4,4'-二异氰酸基-3,3'-二甲基联苯和酸酐总质量的0.01～0.03wt％。
19、优选地，所述第三聚合反应的温度为130～160℃；所述第三聚合反应的时间为10～24小时。
20、优选地，所述第四聚合反应的温度为60～100℃；所述第四聚合反应的时间为24～60小时。
21、本专利技术提供了一种无溶剂法制备交联型pi-puu多氟嵌段共聚物的方法，本专利技术通过溶液聚合法制备得到交联型聚酰亚胺(pi)-聚氨酯脲(puu)多氟嵌段共聚物，本专利技术采用无溶剂法，有利于多种材料加工成型工艺；本专利技术从相对简单易得的原料出发，不需要中间体的分离和苛刻的亚胺化过程，直接获得聚酰亚胺-聚氨酯共聚物；本专利技术由于共聚物软硬片段内均含有一定量的氟原子，因此该交联型pi-puu多氟嵌段共聚物具有优异的耐水性和低摩擦系数。
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1.一种无溶剂法制备交联型PI-PUU多氟嵌段共聚物的方法，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述二异氰酸酯包括异佛尔酮二异氰酸酯、1,6-己二异氰酸酯、对苯二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、1,5-萘二异氰酸酯和苯二亚甲基二异氰酸酯中的一种或几种；
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述二异氰酸酯和二元醇的物质的量比为2：1；所述第一催化剂的质量为二异氰酸酯和二元醇总质量的0.01～0.03wt％。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一聚合反应的温度为70～100℃；所述第一聚合反应的时间为2～4小时。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述二异氰酸酯和双官能团氨基联苯的物质的量比为10：2～3.5；所述二异氰酸酯和三官能团氨基苯基胺的物质的量比为10：1～2；
6.根据权利要求1或5所述的方法，其特征在于，所述第二聚合反应的温度为60～100℃；所述第二聚合反应的时间为6～12小时。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述酸
8.根据权利要求1或7所述的方法，其特征在于，所述4,4'-二异氰酸基-3,3'-二甲基联苯和酸酐的物质的量比为9～11：10.5；所述第二催化剂的质量为4,4'-二异氰酸基-3,3'-二甲基联苯和酸酐总质量的0.01～0.03wt％。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第三聚合反应的温度为130～160℃；所述第三聚合反应的时间为10～24小时。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第四聚合反应的温度为60～100℃；所述第四聚合反应的时间为24～60小时。
...【技术特征摘要】
1.一种无溶剂法制备交联型pi-puu多氟嵌段共聚物的方法，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述二异氰酸酯包括异佛尔酮二异氰酸酯、1,6-己二异氰酸酯、对苯二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、1,5-萘二异氰酸酯和苯二亚甲基二异氰酸酯中的一种或几种；
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述二异氰酸酯和二元醇的物质的量比为2：1；所述第一催化剂的质量为二异氰酸酯和二元醇总质量的0.01～0.03wt％。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一聚合反应的温度为70～100℃；所述第一聚合反应的时间为2～4小时。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述二异氰酸酯和双官能团氨基联苯的物质的量比为10：2～3.5；所述二异氰酸酯和三官能团氨基苯基胺的物质的量比为10：1～2；
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【专利技术属性】
技术研发人员：张楠，杨增辉，张新瑞，王廷梅，王齐华，
申请(专利权)人：中国科学院兰州化学物理研究所，
类型：发明
国别省市：
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