【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种双茚满改性的聚氨酯弹性体及其制备方法，属于聚氨酯。
技术介绍
1、聚氨酯是在高分子主链上有许多氨基甲酸酯基团重复的高分子化合物。从分子结构上看，聚氨酯弹性体是一种嵌段聚合物，一般由低聚物多元醇柔性长链构成软链段，以二异氰酸酯及扩链剂构成硬链段，软链段和硬链段可以产生微观相分离，同时聚氨酯分子内及分子间可以形成大量氢键，这些结构特点使得聚氨酯具有优异的性能，被广泛应用于工业制造、交通建筑、油气行业和生物医用诸多领域。
2、高机械强度、高阻尼性能、高回弹性和可自修复等优异性能都是聚氨酯材料的核心优势，但是这些性能往往难以兼顾，这就限制了聚氨酯材料的应用。因此，对聚氨酯进行改性，使其拥有良好的力学强度和韧性的同时，兼具良好的阻尼性能，且在温和条件下可以进行自修复以及回收再利用，具有重要意义。
3、中国专利申请202310125972.2公开了一种多酚类化合物改性聚氨酯弹性体及其制备方法，通过将聚氨酯弹性体放入多酚类物质(如鞣花酸、安石榴苷、没食子酸、单宁酸或茶多酚)的有机溶液中浸泡搅拌18～24h，浸泡完全后取出固相，在25～70℃条件下干燥，得到多酚类化合物改性聚氨酯弹性体。但该方法中将多酚混入聚氨酯的搅拌时间较长，干燥温度较高，在常温下增强的聚氨酯的性能不够显著，同时难以进行回收再利用。
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双茚满改性的聚氨酯弹性体及其制备方法。改性后的聚氨酯弹性体与基体相比大幅度提高了力学性能和阻尼性能，
2、为实现上述目的，本专利技术的技术方案如下。
3、一种双茚满改性的聚氨酯弹性体，结构式为：
4、
5、其中，表示氢键，表示非极性分子间作用力，表示π-π络合，n为大于等于1000的整数。
6、优选的，n为1000～2000的整数。
7、优选的，制备所述双茚满改性的聚氨酯弹性体由a组分、b组分和c组分组成，a组分和b组分固化成型得到聚氨酯弹性体基体，聚氨酯弹性体基体与c组分混合得到双茚满改性的聚氨酯弹性体；
8、以制备a组分的原料总质量为100份计，各原料成分及其质量份数为：甲苯二异氰酸酯(tdi)14％～16％；聚丙二醇(ppg)84％～86％；
9、b组分为异佛尔酮二胺(ipda)；c组分为5,5',6,6'-四羟基-3,3,3',3'-四甲基-1,1'-螺旋双茚满；
10、a组分中的-nco基团(甲苯二异氰酸酯与聚丙二醇预聚反应后剩余的-nc o)与b组分异佛尔酮二胺中胺基的摩尔比为1:1～1.05；c组分的质量为聚氨酯弹性体基体质量的5～10％。
11、优选的，所述聚丙二醇的分子量为960～2080。
12、一种本专利技术所述双茚满改性的聚氨酯弹性体的制备方法，方法步骤包括：
13、(1)保护气体氛围下，将脱水后的a组分甲苯二异氰酸酯和聚丙二醇混合，80±2℃下，搅拌反应2～3h，得到聚氨酯预聚体；
14、(2)0～10℃下，将所述聚氨酯预聚体溶于第一有机溶剂中，搅拌10min以上，得到预聚体溶液；
15、(3)将b组分异佛尔酮二胺溶于第一有机溶剂中，保护气体氛围及0～10℃下加入所述预聚体溶液并搅拌10h以上，之后升温至83～87℃，搅拌反应4h以上，然后倒入模具中，80～85℃下固化48h以上，干燥，得到聚氨酯弹性体基体；
16、(4)将所述聚氨酯弹性体基体溶于第二有机溶剂中，加入c组分5,5',6,6'-四羟基-3,3,3',3'-四甲基-1,1'-螺旋双茚满，搅拌混合均匀后挥发溶剂，得到一种双茚满改性的聚氨酯弹性体。
17、优选的，所述保护气体为氮气或惰性气体(元素周期表上所有0族元素对应的气体单质)。
18、优选的，所述第一有机溶剂为n,n-二甲基甲酰胺(dmf)。
19、优选的，所述第二有机溶剂为n,n-二甲基甲酰胺、无水乙醇和四氢呋喃中一种以上。
20、优选的，步骤(1)和(3)中，搅拌速率为180～220r/min。
21、优选的，步骤(3)中，干燥温度为80～90℃，干燥时间为24h以上。
22、优选的，步骤(4)中，搅拌速率为800～1000r/min。
23、有益效果
24、本专利技术提供了一种双茚满改性的聚氨酯弹性体，聚氨酯弹性体基体与5,5',6,6'-四羟基-3,3,3',3'-四甲基-1,1'-螺旋双茚满形成交联，生成了大量氢键、非极性分子间作用力、共轭作用、π-π络合等分子间作用力，增强了材料的力学性能和阻尼性能，该材料阻尼性能优良，可以应用于减振降噪，同时可以在常温下完全溶解于乙醇中，并且乙醇挥发后材料仍保持优良性能，便与回收再利用。
25、本专利技术提供了一种双茚满改性的聚氨酯弹性体，改性后材料拉伸性能优良，可以被拉伸到原长的14倍以上，拉伸强度可以达到12mpa以上，与改性前的基体相比，拉伸强度提升了59％。该材料可以在常温痕量溶剂条件下实现自修复，3h其拉伸强度可以恢复75％。该材料在-20℃到常温范围内有这高阻尼性能，其阻尼因子大于0.4。
26、本专利技术提供了一种双茚满改性的聚氨酯弹性体的制备方法，聚氨酯基体与5,5',6,6'-四羟基-3,3,3',3'-四甲基-1,1'-螺旋双茚满在常温下溶于有机溶剂中，通过搅拌充分混合，之后经过常温挥发溶剂即可获得成品；所述方法步骤简单，实验配方可根据生产需求进行更改，能够进行工业化生产。
27、本专利技术提供了一种双茚满改性的聚氨酯弹性体的制备方法，通过选用特定的有机溶剂(如n,n-二甲基甲酰胺、无水乙醇和四氢呋喃)，一方面可降低反应体系的粘度；另一方面在溶解预聚体和小分子组分时，使反应进行的更完全。
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1.一种双茚满改性的聚氨酯弹性体，其特征在于：结构式为：
2.如权利要求1所述的一种双茚满改性的聚氨酯弹性体，其特征在于：n为1000～2000的整数。
3.如权利要求1或2所述的一种双茚满改性的聚氨酯弹性体，其特征在于：制备所述双茚满改性的聚氨酯弹性体由A组分、B组分和C组分组成，A组分和B组分固化成型得到聚氨酯弹性体基体，聚氨酯弹性体基体与C组分混合得到双茚满改性的聚氨酯弹性体；
4.如权利要求3所述的一种双茚满改性的聚氨酯弹性体，其特征在于：所述聚丙二醇的分子量为960～2080。
5.一种如权利要求1～4任意一项所述双茚满改性的聚氨酯弹性体的制备方法，其特征在于：方法步骤包括：
6.如权利要求5所述一种双茚满改性的聚氨酯弹性体的制备方法，其特征在于：所述保护气体为氮气或惰性气体。
7.如权利要求5所述一种双茚满改性的聚氨酯弹性体的制备方法，其特征在于：所述第一有机溶剂为N,N-二甲基甲酰胺；
8.如权利要求5所述一种双茚满改性的聚氨酯弹性体的制备方法，其特征在于：步骤(1)和(3)中，搅拌
9.如权利要求5所述一种双茚满改性的聚氨酯弹性体的制备方法，其特征在于：步骤(3)中，干燥温度为80～90℃，干燥时间为24h以上。
10.如权利要求5所述一种双茚满改性的聚氨酯弹性体的制备方法，其特征在于：步骤(4)中，搅拌速率为800～1000r/min。
...【技术特征摘要】
1.一种双茚满改性的聚氨酯弹性体，其特征在于：结构式为：
2.如权利要求1所述的一种双茚满改性的聚氨酯弹性体，其特征在于：n为1000～2000的整数。
3.如权利要求1或2所述的一种双茚满改性的聚氨酯弹性体，其特征在于：制备所述双茚满改性的聚氨酯弹性体由a组分、b组分和c组分组成，a组分和b组分固化成型得到聚氨酯弹性体基体，聚氨酯弹性体基体与c组分混合得到双茚满改性的聚氨酯弹性体；
4.如权利要求3所述的一种双茚满改性的聚氨酯弹性体，其特征在于：所述聚丙二醇的分子量为960～2080。
5.一种如权利要求1～4任意一项所述双茚满改性的聚氨酯弹性体的制备方法，其特征在于：方法步骤包括：
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【专利技术属性】
技术研发人员：邹美帅，马腾龙，苏醒，李晓东，于泓，张伟，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：
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