一种聚氨酯模量渐变材料的两步合成法

摘要

本发明提供了一种聚氨酯模量渐变材料的两步合成法。第一步，以低分子量聚醚二元醇和芳香族二异氰酸酯为原料，合成异氰酸酯封端的聚氨酯预聚物；第二步，上述产物与不同摩尔比的芳香族二异氰酸酯混合，然后在溶剂中和本体状态下进行环三聚反应，最终得到聚氨酯模量渐变材料。该合成方法的优点是：第一步反应稳定性好、产物质量稳定可控；第二步反应体系粘度较低、混合均匀，有利于材料的成型工艺，并且通过调节反应物摩尔比可以得到具有不同弹性模量的材料。与传统聚氨酯材料不同，聚氨酯模量渐变材料没有明显的玻璃化转变区域，随温度升高其弹性模量表现出渐进地下降。

主权项

一种聚氨酯模量渐变材料的两步合成法，其特征在于，以低分子量的聚醚二元醇和芳香族二异氰酸酯为原料，在溶剂中催化剂作用下反应得到目标产物，包括以下步骤：第一步，在装有磁力搅拌器、温度计、回流冷凝管的1000mL三口烧瓶中加入数均分子量在3000以下的聚醚二元醇，在温度105℃、真空度0.1MPa条件下减压脱水2h；第二步，温度降至70℃以下后，加入聚醚二元醇1.6‑1.8倍物质的量的芳香族二异氰酸酯，以及与聚醚二元醇等重量的溶剂，回流条件下反应2.5‑4h，得到异氰酸酯NCO封端的聚氨酯预聚物；第三步，往聚氨酯预聚物溶液中加入聚氨酯预聚物质量的10‑80wt％的芳香族二异氰酸酯，以及聚氨酯预聚物质量的1.5‑5wt％的催化剂，催化剂为N,N‑二甲基卞胺和环氧化合物的摩尔比为1:1混合物，溶液体系在60℃反应10‑30min；第四步，上述溶液倒入模具中，溶剂挥发后，在最低温度80℃、最高温度120‑180℃范围内阶梯升温，得到异氰酸酯三元环为刚性交联点、聚醚柔性链为软段的聚氨酯模量渐变材料。