【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及高分子材料制备，尤其涉及一种互锁型聚氨酯材料及互锁型聚氨酯-聚酰亚胺材料的制备方法。
技术介绍
1、近年来，全球对于高分子材料的需求日益增强，商品高分子材料正在影响和改变着我们的生活。无论是在建筑、服装、车辆还是食品包装中，这些高分子材料在我们的日常生活中无处不在。
2、聚氨酯(pu)，作为一类新兴的高分子材料，因其卓越的综合性能、可回收性和广阔的应用前景而备受关注，在航空航天、汽车、纺织、建筑、医疗、智能检测等领域具有广泛的应用前景。
3、聚酰亚胺(pi)，是分子结构含有酰亚胺基链节的芳杂环高分子化合物，是目前工程塑料中耐热性最好的品种之一，广泛应用在航空、航天、微电子、纳米、液晶、激光等领域。pi因其在性能和合成方面的突出特点，不论是作为结构材料或是作为功能性材料，都有着巨大的应用前景，被誉为高分子材料金字塔的顶端材料。
4、大力提升传统材料的制备技术，开发出机械性能非凡的高分子材料具有重要的科学意义。对现代社会和工业而言，迫切需要开发出机械性能优异、功能性多样的聚合物材料。如果能将聚酰亚胺与聚氨酯材料结合，有望有效解决强度和韧性难以同时兼得这一难题，即互穿网络或双网络是一种有效地解决手段。
5、现有的聚氨酯材料普遍存在热学和力学性能差，有待进一步提高。
6、同时，互穿网络或双网络是将两个或多个独立的交联网络集成在一起而开发的。在过去十年中，互穿网络或双网络聚合物因其结构特点引起了科学家的极大兴趣，以创建新的网络或提高其机械性能。传统意义上，双网络聚合
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种互锁型聚氨酯材料及互锁型聚氨酯-聚酰亚胺材料的制备方法。本专利技术提供的制备方法制得的互锁型聚氨酯材料及互锁型聚氨酯-聚酰亚胺材料具有优异的力学性能和热学性能。
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互锁型聚氨酯材料的制备方法，包括以下步骤：
4、将聚酯二醇、异氰酸酯单体和催化剂溶解混合，进行亲核加成反应，得到聚氨酯预聚物；
5、将所述聚氨酯预聚物、脂肪二胺和菲咯啉二苯胺溶解混合，进行聚合反应，得到交联型聚氨酯；
6、将所述交联型聚氨酯和有机亚铜溶解混合，进行第一配位反应，得到所述互锁型聚氨酯材料。
7、优选地，所述聚酯二醇包括聚碳酸酯二醇和/或聚己内酯二醇；所述聚酯二醇的分子量为1000～4000；
8、所述异氰酸酯单体包括异佛尔酮二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯和六亚甲基二异氰酸酯中的一种或多种；
9、所述聚酯二醇和异氰酸酯单体的物质的量的比为1:1～5。
10、优选地，所述催化剂包括二月桂酸二丁基锡；
11、所述催化剂和异氰酸酯单体的物质的量的比为0.009～0.1:1。
12、优选地，所述亲核加成反应的温度为60～90℃，时间为2～6h。
13、优选地，所述脂肪二胺包括4,4'-二氨基二环己基甲烷、甲基环己二胺和乙二胺中的一种或多种；
14、所述菲咯啉二苯胺包括4,4'-(1,10-菲咯啉-2,9-二基)二苯胺；
15、所述脂肪二胺和菲咯啉二苯胺的物质的量的比为1:0.2～1；
16、所述脂肪二胺和异氰酸酯单体的物质的量的比为1:1～5。
17、优选地，所述聚合反应的温度为50～80℃，时间为2～5h。
18、优选地，所述有机亚铜包括四氟硼酸四乙氰铜；所述有机亚铜和菲咯啉二苯胺的物质的量的比为0.1～1:0.2～1。
19、优选地，所述第一配位反应的温度为40～80℃，时间为3～5h。
20、本专利技术还提供了一种互锁型聚氨酯-聚酰亚胺材料的制备方法，包括以下步骤：
21、按照上述技术方案所述的制备方法制备得到交联型聚氨酯；
22、将所述交联型聚氨酯、聚酰亚胺和有机亚铜溶解混合，进行第二配位反应，得到所述互锁型聚氨酯-聚酰亚胺材料；
23、所述聚酰亚胺由4,4'-氧双邻苯二甲酸酐和4,4'-(1,10-菲咯啉-2,9-二基)二苯胺依次经酰化反应和亚胺化处理得到。
24、优选地，所述有机亚铜为四氟硼酸四乙氰铜；
25、所述交联型聚氨酯中的菲咯啉二苯胺和聚酰亚胺中4,4'-(1,10-菲咯啉-2,9-二基)二苯胺的物质的量的比为0.1～1:0.1～1；
26、所述交联型聚氨酯中的菲咯啉二苯胺和聚酰亚胺中4,4'-(1,10-菲咯啉-2,9-二基)二苯胺的总的物质的量和有机亚铜的物质的量的比为0.2～1:0.15～1；
27、所述第二配位反应的温度为40～80℃，时间为3～5h。
28、本专利技术提供了一种互锁型聚氨酯材料的制备方法，包括以下步骤：将聚酯二醇、异氰酸酯单体和催化剂溶解混合，进行亲核加成反应，得到聚氨酯预聚物；将所述聚氨酯预聚物、脂肪二胺和菲咯啉二苯胺溶解混合，进行聚合反应，得到交联型聚氨酯；将所述交联型聚氨酯和有机亚铜溶解混合，进行第一配位反应，得到所述互锁型聚氨酯材料。
29、本专利技术是从网络结构设计的角度入手，将交联型聚氨酯中的结构单元以金属配位键的作用而交联缠结在一起，金属配位键则由于其可逆特性而具有动态键的重组和交换作用，即可实现动态“互锁”，最终赋予了聚氨酯材料力学性能、热学性能的显著提升。
30、本专利技术还提供了一种互锁型聚氨酯-聚酰亚胺材料的制备方法，包括以下步骤：按照上述技术方案所述的制备方法制备得到交联型聚氨酯；将所述交联型聚氨酯、聚酰亚胺和有机亚铜溶解混合，进行第二配位反应，得到所述互锁型聚氨酯-聚酰亚胺材料；所述聚酰亚胺由4,4'-氧双邻苯二甲酸酐和4,4'-(1,10-菲咯啉-2,9-二基)二苯胺依次经酰化反应和亚胺化处理得到。
31、本专利技术在双网络结构(刚性的聚酰亚胺网络和柔性的聚氨酯网络)中，有机亚铜中的一价铜离子cu(i)与聚酰亚胺中4,4'-(1,10-菲咯啉-2,9-二基)二苯胺上的n原子形成金属配体配位相互作用，即金属配位键cu(i)-4,4'-(1,10-菲咯啉-2,9-二基)二苯胺，它将两个完全独立的聚合物链以非共价相互作用的形式进行连接，实现了聚合物链之间的理论意义上的“互锁”。与传统的单一聚合物网络或双网络结构不同，这种“互锁”结构首次巧妙地将刚性的聚酰亚胺链和柔性的聚氨酯链结合起来。本专利技术在互穿网络的基础上，有机亚铜带来的金属离子cu(i)，与聚氨酯链上的菲咯啉二苯胺和聚酰亚胺链上4,4'-(1,10-菲咯啉-2,9-二基)二苯胺，分别进行金属配位，cu(i)作为相应的配位中心离子，形成了金属本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种互锁型聚氨酯材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述聚酯二醇包括聚碳酸酯二醇和/或聚己内酯二醇；所述聚酯二醇的分子量为1000～4000；
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述催化剂包括二月桂酸二丁基锡；
4.根据权利要求1～3任一项所述的制备方法，其特征在于，所述亲核加成反应的温度为60～90℃，时间为2～6h。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述脂肪二胺包括4,4'-二氨基二环己基甲烷、甲基环己二胺和乙二胺中的一种或多种；
6.根据权利要求1或5所述的制备方法，其特征在于，所述聚合反应的温度为50～80℃，时间为2～5h。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述有机亚铜包括四氟硼酸四乙氰铜；所述有机亚铜和菲咯啉二苯胺的物质的量的比为0.1～1:0.2～1。
8.根据权利要求1或7所述的制备方法，其特征在于，所述第一配位反应的温度为40～80℃，时间为3～5h。
9.一种互锁型聚氨
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述有机亚铜为四氟硼酸四乙氰铜；
...【技术特征摘要】
1.一种互锁型聚氨酯材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述聚酯二醇包括聚碳酸酯二醇和/或聚己内酯二醇；所述聚酯二醇的分子量为1000～4000；
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述催化剂包括二月桂酸二丁基锡；
4.根据权利要求1～3任一项所述的制备方法，其特征在于，所述亲核加成反应的温度为60～90℃，时间为2～6h。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述脂肪二胺包括4,4'-二氨基二环己基甲烷、甲基环己二胺和乙二胺中的一种或多种；<...
【专利技术属性】
技术研发人员：张新瑞，徐静，邵明超，陈天泽，张耀明，王齐华，王廷梅，杨增辉，
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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