【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及自修復彈性體材料，尤其是涉及一種高性能室溫自修復聚氨酯彈性體及其制備方法。
技術介紹
1、聚氨酯是指在分子結構中含有大量氨基甲酸酯的一類聚合物，也被稱為聚氨基甲酸酯，英文全稱為polyurethane，簡稱pu。由于具有良好的彈性和加工成型性，聚氨酯材料被廣泛應用在建筑、汽車、電子、包裝、制鞋等領域。聚氨酯材料在使用過程中不可避免地會受到物理損傷，為了延長其使用壽命，多種可逆動態鍵如氫鍵、二硫鍵、亞胺基、金屬配位鍵等被引入聚氨酯彈性體中來賦予其自修復性能。
2、但是，力學性能與自修復性能間的矛盾是自修復聚氨酯彈性體研究的一大難點，將含大量氫鍵受體和供體的化合物引入聚氨酯彈性體中是提高材料強度的有效策略，但普通線性氫鍵如果大量引入又會誘導彈性體結晶，分子鏈運動活性變差，彈性體的修復性能變差。
3、中國專利cn109705300a公開了一種自修復聚氨酯及其制備方法，利用了多種動態鍵的協同作用，首先包含了聚氨酯體系中固有的動態氫鍵體系，其次通過引入肟基團與異氰酸酯基團反應生成的肟氨酯鍵也是一種動態共價鍵，最后還可以通過引入金屬離子與肟發生配位形成動態金屬-配位鍵，但是該聚氨酯材料存在機械性能較差的技術問題。
4、中國專利cn118620171a公開了一種高性能自修復聚氨酯及其制備方法，通過在聚氨酯分子鏈中引入多重線性氫鍵獲得強度范圍為20～40mpa的聚氨酯，但是需要在50～85℃下加熱12～24h才能使力學強度恢復到90％以上。
5、目前，鮮有報道的能夠在室溫狀態下自修復
技術實現思路
1、本專利技術的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種高性能室溫自修復聚氨酯彈性體及其制備方法，制備得到的聚氨酯彈性體具有高透明度、具有室溫下自修復的功能且力學性能優良。
2、本申請的構思歷程為：本專利技術通過合成不對稱脂肪環二異氰酸酯封端的聚醚或聚酯，再采用一種含動態氫鍵的擴鏈劑通過擴鏈反應制得室溫下可自修復的聚氨酯彈性體，同時保證了聚氨酯彈性體良好的力學性能和室溫自修復性能。
3、本專利技術的目的可以通過以下技術方案來實現：
4、一方面，本專利技術提供了一種高性能室溫自修復聚氨酯彈性體，按摩爾份數，原料包括以下組分：
5、二元醇：10份；
6、二異氰酸酯：20～26份；
7、催化劑：0.0002～0.001份
8、動態氫鍵擴鏈劑：10～16份；
9、溶劑：700～1200份。
10、進一步的，所述二元醇為聚醚二元醇或聚酯二元醇，聚醚二元醇包括聚三亞甲基醚二元醇(po3g)、聚四亞甲基醚二元醇(ptmg)中的至少一種，聚酯二元醇包括聚碳酸酯二元醇(pcdl)、聚己內酯二元醇(pcl)中的至少一種，所述二元醇的數均分子量為1000～5000g/mol。
11、優選的，所述聚醚二元醇為聚四亞甲基醚二元醇(ptmg)，所述聚酯二元醇為聚己內酯二元醇(pcl)。
12、進一步的，所述二異氰酸酯為二環己基甲烷二異氰酸酯(hmdi)、異佛爾酮二異氰酸酯(ipdi)中的至少一種。
13、進一步的，所述催化劑為辛酸亞錫、四甲基丁二胺、二月桂酸二丁基錫中的至少一種。
14、優選的，所述催化劑為辛酸亞錫、二月桂酸二丁基錫中的至少一種。
15、進一步的，所述動態氫鍵擴鏈劑為亞甲基雙(1-氨基硫脲)、硫脲、二甲醇硫脲、硫代甲肼中的至少一種。
16、進一步的，所述溶劑為甲苯、n,n-二甲基甲酰胺(dmf)、丙酮、丁酮、n,n-二甲基乙酰胺(dmac)、四氫呋喃、二甲基亞砜中的至少一種。
17、優選的，所述溶劑為n,n-二甲基甲酰胺(dmf)、丙酮中的至少一種。
18、另一方面，本專利技術還提供了一種高性能室溫自修復聚氨酯彈性體的制備方法，包括以下步驟：
19、s1、將10份二元醇在反應前在110℃下真空除水2～3h，再將反應體系降溫至60～90℃，加入20～26份二異氰酸酯，并在0.0002～0.001份催化劑的作用下反應1～3h，制得預聚物；
20、s2、將反應體系溫度調節至25～70℃，向s1中制得的預聚物中加入200～300份溶劑稀釋，再將10～16份動態氫鍵擴鏈劑溶于500～900份溶劑中并滴加到預聚物溶液中，進行擴鏈反應2～12h，獲得聚氨酯；
21、s3、將s2制得的聚氨酯置于去離子水中浸泡12h，隨后在80℃下真空干燥48h，制得室溫自修復聚氨酯彈性體。
22、與現有技術相比，本專利技術具有以下有益效果：
23、(1)本專利技術提供的高性能室溫自修復聚氨酯彈性體的制備方法通過將一種同時含線性氫鍵和非線性氫鍵的擴鏈劑引入自修復聚氨酯體系，克服了一般線性氫鍵含量過多引起分子鏈聚集結晶，從而影響聚氨酯自修復性能的缺陷。
24、(2)本專利技術提供的自修復聚氨酯彈性體具有良好的機械力學性能，在拉伸中出現應變硬化，不僅具有較高的強度(大于30mpa)，還具有良好的透明度，同時具備良好的室溫自修復性能，修復過程無需額外的修復劑或者能量的輸入，在水的輔助下，室溫條件下放置4h劃痕即可消失。
25、(3)本專利技術的方法反應條件溫和，制備工藝簡單，原料便宜，所得產品附加值高，在涂層、光學設備、柔性電子設備等領域具有較高的應用價值，具有很強的工業競爭力。
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1.一種高性能室溫自修復聚氨酯彈性體，其特征在于，按摩爾份數，原料包括以下組分：
2.根據權利要求1所述的一種高性能室溫自修復聚氨酯彈性體，其特征在于，所述二元醇為聚醚二元醇或聚酯二元醇，聚醚二元醇包括聚三亞甲基醚二元醇、聚四亞甲基醚二元醇中的至少一種，聚酯二元醇包括聚碳酸酯二元醇、聚己內酯二元醇中的至少一種，所述二元醇的數均分子量為1000～5000g/mol。
3.根據權利要求1所述的一種高性能室溫自修復聚氨酯彈性體，其特征在于，所述二異氰酸酯為二環己基甲烷二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯中的至少一種。
4.根據權利要求1所述的一種高性能室溫自修復聚氨酯彈性體，其特征在于，所述催化劑為辛酸亞錫、四甲基丁二胺、二月桂酸二丁基錫中的至少一種。
5.根據權利要求1所述的一種高性能室溫自修復聚氨酯彈性體，其特征在于，所述動態氫鍵擴鏈劑為亞甲基雙(1-氨基硫脲)、硫脲、二甲醇硫脲、硫代甲肼中的至少一種。
6.根據權利要求1所述的一種高性能室溫自修復聚氨酯彈性體，其特征在于，所述溶劑為甲苯、N,N-二甲基甲酰胺、丙酮、丁酮、N,N
7.一種根據權利要求1至6中任一項中所述的高性能室溫自修復聚氨酯彈性體的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
8.根據權利要求7所述的一種高性能室溫自修復聚氨酯彈性體的制備方法，其特征在于，S1中，所述二元醇在反應前需要在110℃下真空除水2～3h。
9.根據權利要求7所述的一種高性能室溫自修復聚氨酯彈性體的制備方法，其特征在于，S3中，所述聚氨酯置于去離子水中浸泡的時間為12h。
10.根據權利要求7所述的一種高性能室溫自修復聚氨酯彈性體的制備方法，其特征在于，S3中，所述真空干燥的溫度為80℃，所示真空干燥的時間為48h。
...【技術特征摘要】
1.一種高性能室溫自修復聚氨酯彈性體，其特征在于，按摩爾份數，原料包括以下組分：
2.根據權利要求1所述的一種高性能室溫自修復聚氨酯彈性體，其特征在于，所述二元醇為聚醚二元醇或聚酯二元醇，聚醚二元醇包括聚三亞甲基醚二元醇、聚四亞甲基醚二元醇中的至少一種，聚酯二元醇包括聚碳酸酯二元醇、聚己內酯二元醇中的至少一種，所述二元醇的數均分子量為1000～5000g/mol。
3.根據權利要求1所述的一種高性能室溫自修復聚氨酯彈性體，其特征在于，所述二異氰酸酯為二環己基甲烷二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯中的至少一種。
4.根據權利要求1所述的一種高性能室溫自修復聚氨酯彈性體，其特征在于，所述催化劑為辛酸亞錫、四甲基丁二胺、二月桂酸二丁基錫中的至少一種。
5.根據權利要求1所述的一種高性能室溫自修復聚氨酯彈性體，其特征在于，所述動態氫鍵擴鏈劑為亞甲基雙(1-氨基硫脲)、...
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