【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于聚合物材料，涉及聚脲材料，具体涉及一种离子液体掺杂阻燃型聚脲弹性体、制备方法及其应用。
技术介绍
1、聚脲（pua）化学性质稳定、力学性能、耐腐蚀性能良好、环境友好、对湿气不敏感，具备快速固化的动力学基础，施工便捷，在防水、防腐、抗冲击、耐磨保护及表面装饰等领域引起极大关注。然而，聚脲固有的可燃性、燃烧时严重的熔滴现象严重限制了其在要求耐火的场合的应用。此外，聚脲作为涂层材料，存在高分子链运动能力不足的缺陷，同时还具备快速固化的特点，因此其与基体难以实现良好的界面浸润效果，进而导致粘附强度不足。因此，赋予聚脲阻燃性并提升其粘附能力对于实现聚脲应用领域的拓展意义重大。
2、针对粘接强度提升的问题，从文献调研结果来看，将低分子量有机物直接作为胶粘剂使用，能够规避传统聚合物胶粘剂应用过程由于分子链运动能力不足造成的粘附强度偏低问题。尽管如此，相较于聚合物，低分子量有机物低的内聚强度一直是阻碍其应用于胶粘剂领域面临的重大挑战之一。
3、离子液体作为一种绿色溶剂，由于其良好的化学稳定性、热稳定性、低饱和蒸汽压、高离子导电率和不可燃性等，被广泛应用于有机合成、催化、萃取等化工领域。离子液体良好的热稳定性有利于复合材料综合性能的提高，其离子可设计性为新型阻燃剂的合成及聚合物阻燃改性提供了新的可能。将离子液体引入聚合物体系，不仅可以通过阴、阳离子间的静电相互作用提高材料本身的内聚强度，而且能有效抑制刚性和有序氢键网络的形成，释放更多能在界面处形成氢键的氢键供体/受体，提高界面粘附强度。但目前，尚未见到将离子
技术实现思路
1、针对现有技术存在的缺陷和不足，本专利技术的目的在于，提供一种离子液体掺杂阻燃型聚脲弹性体、制备方法及其应用，解决现有技术中由于聚脲材料存在高分子链运动能力不足、具备快速固化的特点，使得其与基体难以实现良好的界面浸润效果，进而导致粘附强度不足的技术问题。
2、为了解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案予以实现：
3、一种离子液体掺杂阻燃型聚脲弹性体的制备方法，该方法包括：将离子液体预混液与异氰酸酯封端的预聚物混合反应，生成含羟侧基聚脲，含羟侧基聚脲再与离子液体进行置换反应后，制得离子液体掺杂阻燃型聚脲弹性体。
4、所述的异氰酸酯封端的预聚物以聚醚胺和异氰酸酯为原料合成，或以聚四氢呋喃醚二醇和异氰酸酯为原料合成。
5、所述的离子液体预混液包括离子液体、醇和胺扩链剂，或包括离子液体、醇、胺扩链剂和聚醚胺。
6、所述的离子液体选自化学结构式中包含甲基咪唑基团的磷酸盐、硼酸盐、磺酸盐和季铵盐。
7、本专利技术还具有如下技术特征：
8、优选且具体的，所述的离子液体选自1-乙基-3-甲基咪唑甲磷酸盐、1-乙酸乙酯基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑三氟甲烷磺酸盐和1-羟基乙基-3-甲基咪唑氯化铵。
9、优选且具体的，所述的异氰酸酯选自异佛尔酮二异氰酸酯、二苯基甲烷-4，4’-二异氰酸酯和二环己基甲烷-4,4’-二异氰酸酯；所述的醇为1,3-二氨基-2-丙醇；所述的胺扩链剂选自乙二胺、己二胺和二乙基甲苯二胺。
10、具体的，该方法包括如下步骤：
11、步骤一，合成异氰酸酯封端的预聚物：
12、步骤1.1，将聚醚胺d-2000和聚醚胺d230加入到反应容器中干燥后，再加入异氰酸酯和溶剂，在15～35℃下反应3～5 h后，制得异氰酸酯封端的预聚物。
13、步骤1.2，将聚四氢呋喃醚二醇2000和聚四氢呋喃醚二醇1000加入到反应容器中干燥后，再加入异氰酸酯和溶剂，在60～100℃下反应3～5h后，制得异氰酸酯封端的预聚物。
14、步骤二，制备离子液体预混液：
15、步骤2.1，将离子液体、醇和胺扩链剂加入至混合溶剂中，于30～50℃下搅拌均匀后，制得离子液体预混液。
16、步骤2.2，将离子液体、醇、胺扩链剂和聚醚胺t-5000加入至混合溶剂中，于30～50℃下搅拌均匀后，制得离子液体预混液。
17、步骤三，制备掺杂有离子液体的阻燃型聚脲弹性体：
18、将步骤一制得的异氰酸酯封端的预聚物与步骤二制得的离子液体预混液于15～35℃混合反应，蒸发溶剂后，制得掺杂有离子液体的阻燃型聚脲弹性体。
19、具体的，步骤1.1中，所述的聚醚胺d-2000、聚醚胺d230和异氰酸酯的质量比为7：（1.19～1.53）：（4.04～5.72）；步骤1.2，所述的聚四氢呋喃醚二醇2000、聚四氢呋喃醚二醇1000和异氰酸酯的质量比为7：2：3.03。
20、优选且具体的，步骤一中，所述的溶剂选自四氢呋喃、n,n-二甲基甲酰胺和丙酮。
21、具体的，步骤一中，所述的干燥的条件为：在90～100℃的真空环境干燥2～3h。
22、优选且具体的，步骤2.1中，所述的离子液体、醇和胺扩链剂的质量比为（5～6.8）：（0.2～0.4）；（0.3～0.97）；步骤2.2中，所述的离子液体、醇、胺扩链剂和聚醚胺t-5000的质量比为5.5：0.3：0.35：2.53。
23、优选且具体的，步骤二中，所述的混合溶剂为体积比为2:1的丙酮与四氢呋喃，或体积比为2:1:1的丙酮、四氢呋喃与n, n-二甲基甲酰胺。
24、本专利技术还保护如上所述的离子液体掺杂阻燃型聚脲弹性体的制备方法制得的离子液体掺杂阻燃型聚脲弹性体，其由聚脲和离子液体组成，离子液体的质量分数为5%～35%。
25、本专利技术还保护如上所述的离子液体掺杂阻燃型聚脲弹性体作为阻燃涂料的应用。
26、本专利技术与现有技术相比的有益技术效果：
27、（ⅰ）本专利技术将离子液体引入聚脲体系中，二者通过进行置换反应和氢键缔合形成稳定结合，因此克服了团聚和析出问题；同时，能有效抑制刚性和有序氢键网络的形成，释放更多能在界面处形成氢键的氢键供体/受体，规避高分子链运动能力不足以及快速固化的特点造成其与基体难以实现良好的界面浸润效果，使得聚脲弹性体在保持快速固化特点的同时，还兼具高粘附性、良好的阻燃和力学性能等优点。
28、（ⅱ）本专利技术通过改变聚脲结构和离子液体引入量，能够对其阻燃性能和力学性能（粘接强度、拉伸强度等）进行调控，因此该聚脲弹性体粘附性以及力学性能可调范围大，其适用性和应用前景好。
29、（ⅲ）本专利技术丰富了阻燃聚脲弹性体体系，并将为更多离子液体掺杂阻燃型聚脲弹性体材料的制备提供了新的思路。
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1.一种离子液体掺杂阻燃型聚脲弹性体的制备方法，其特征在于，该方法包括：将离子液体预混液与异氰酸酯封端的预聚物混合反应，生成含羟侧基聚脲，含羟侧基聚脲再与离子液体进行置换反应后，制得离子液体掺杂阻燃型聚脲弹性体；
2.如权利要求1所述的离子液体掺杂阻燃型聚脲弹性体的制备方法，其特征在于，所述的离子液体选自1-乙基-3-甲基咪唑甲磷酸盐、1-乙酸乙酯基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑三氟甲烷磺酸盐和1-羟基乙基-3-甲基咪唑氯化铵。
3.如权利要求1所述的离子液体掺杂阻燃型聚脲弹性体的制备方法，其特征在于，所述的异氰酸酯选自异佛尔酮二异氰酸酯、二苯基甲烷-4，4’-二异氰酸酯和二环己基甲烷-4,4’-二异氰酸酯；所述的醇为1,3-二氨基-2-丙醇；所述的胺扩链剂选自乙二胺、己二胺和二乙基甲苯二胺。
4.如权利要求1所述的离子液体掺杂阻燃型聚脲弹性体的制备方法，其特征在于，该方法具体包括如下步骤：
5.如权利要求4所述的离子液体掺杂阻燃型聚脲弹性体的制备方法，其特征在于，步骤1.1中，所述的聚醚胺D-2000、聚醚胺D2
6.如权利要求4所述的离子液体掺杂阻燃型聚脲弹性体的制备方法，其特征在于，步骤一中，所述的溶剂选自四氢呋喃、N,N-二甲基甲酰胺和丙酮。
7.如权利要求4所述的离子液体掺杂阻燃型聚脲弹性体的制备方法，其特征在于，步骤2.1中，所述的离子液体、醇和胺扩链剂的质量比为（5～6.8）：（0.2～0.4）；（0.3～0.97）；
8.如权利要求4所述的离子液体掺杂阻燃型聚脲弹性体的制备方法，其特征在于，步骤二中，所述的混合溶剂为体积比为2:1的丙酮与四氢呋喃，或体积比为2:1:1的丙酮、四氢呋喃与N, N-二甲基甲酰胺。
9.如权利要求1至8任一项所述的离子液体掺杂阻燃型聚脲弹性体的制备方法制得的离子液体掺杂阻燃型聚脲弹性体，其特征在于，由聚脲和离子液体组成，其中离子液体的质量分数为5%～35%。
10.如权利要求9所述的离子液体掺杂阻燃型聚脲弹性体作为阻燃涂料的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种离子液体掺杂阻燃型聚脲弹性体的制备方法，其特征在于，该方法包括：将离子液体预混液与异氰酸酯封端的预聚物混合反应，生成含羟侧基聚脲，含羟侧基聚脲再与离子液体进行置换反应后，制得离子液体掺杂阻燃型聚脲弹性体；
2.如权利要求1所述的离子液体掺杂阻燃型聚脲弹性体的制备方法，其特征在于，所述的离子液体选自1-乙基-3-甲基咪唑甲磷酸盐、1-乙酸乙酯基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑三氟甲烷磺酸盐和1-羟基乙基-3-甲基咪唑氯化铵。
3.如权利要求1所述的离子液体掺杂阻燃型聚脲弹性体的制备方法，其特征在于，所述的异氰酸酯选自异佛尔酮二异氰酸酯、二苯基甲烷-4，4’-二异氰酸酯和二环己基甲烷-4,4’-二异氰酸酯；所述的醇为1,3-二氨基-2-丙醇；所述的胺扩链剂选自乙二胺、己二胺和二乙基甲苯二胺。
4.如权利要求1所述的离子液体掺杂阻燃型聚脲弹性体的制备方法，其特征在于，该方法具体包括如下步骤：
5.如权利要求4所述的离子液体掺杂阻燃型聚脲弹性体的制备方法，其特征在于，步骤1....
【专利技术属性】
技术研发人员：王文艳，杨士山，周立生，魏乐，刘晨，史爱娟，刘剑侠，
申请(专利权)人：西安近代化学研究所，
类型：发明
国别省市：
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