一种聚氨酯组合物及制备方法.pdf

上传人:凯文 文档编号:8829507 上传时间:2021-01-06 格式:PDF 页数:10 大小:506.92KB
返回 下载 相关 举报
摘要
申请专利号:

CN201510919093.2

申请日:

20151211

公开号:

CN106866918A

公开日:

20170620

当前法律状态:

有效性:

审查中

法律详情:

IPC分类号:

C08G18/48,C08G18/42,C08G18/44,C08K5/17,C08K5/00,C08K5/16

主分类号:

C08G18/48,C08G18/42,C08G18/44,C08K5/17,C08K5/00,C08K5/16

申请人:

江南大学

发明人:

东为富,汪洋,李婷,马丕明,陈明清

地址:

214122 江苏省无锡市滨湖区蠡湖大道1800号

优先权:

CN201510919093A

专利代理机构:

北京知舟专利事务所(普通合伙)

代理人:

赵宇

PDF下载: PDF下载
内容摘要

本发明公开了一种聚氨酯组合物及其制备方法。所述组合物包括:聚氨酯和黑色素;以聚氨酯为100重量份计;黑色素0.05~30重量份。制备方法包括:首先将黑色素在500~1000mL溶剂中混合均匀,再将多元醇、异氰酸酯加入到黑色素溶液中,搅拌、加热进行预聚反应得到预聚体,随后加入扩链剂,加入(或不加入)固化剂,80~120℃反应制得所述聚氨酯组合物。本发明制备的聚氨酯复合材料的拉伸强度和断裂伸长率得到了显著提高。

权利要求书

1.一种聚氨酯组合物,其特征在于所述组合物包括:聚氨酯和黑色素;以聚氨酯为100重量份计;黑色素0.05~30重量份。 2.如权利要求1所述的聚氨酯组合物,其特征在于:黑色素0.1~20重量份。 3.如权利要求2所述的聚氨酯组合物,其特征在于:黑色素0.2~10重量份。 4.如权利要求3所述的聚氨酯组合物,其特征在于:所述聚氨酯包括热塑性聚氨酯和热固性聚氨酯。 5.一种如权利要求1~4之一所述的聚氨酯组合物的制备方法,其特征在于所述方法包括:首先将黑色素在500~1000mL溶剂中混合均匀,再将多元醇、异氰酸酯加入到黑色素溶液中,搅拌、加热进行预聚反应得到预聚体,随后加入扩链剂,加入(或不加入)固化剂,80~120℃反应制得所述聚氨酯组合物;所述的溶剂为二甲基甲酰胺、丙酮、丁酮、甲苯、二甲苯、环己烷、二甲亚砜、氯仿、二氯甲烷和乙酸乙酯中的一种或几种组合;所述的扩链剂为3,3’-二氯-4,4’-二氨基二苯基甲烷、乙二胺、甘油、三羟基丙烷、三甘醇、乙二醇、丁二醇、1,6-己二醇、一缩二乙二醇、新戊二醇或2-甲基-1,3-丙二醇中的一种或几种。 6.如权利要求5所述的制备方法,其特征在于:所述的多元醇包括聚醚多元醇、聚酯多元醇、聚碳酸酯多元醇、聚烯烃多元醇、丙烯酸多元醇和非胺型二元醇的一种或几种组合;所述的异氰酸酯包括二异氰酸酯和具有3个或多个异氰酸酯基团的化合物。 7.如权利要求5所述的制备方法,其特征在于:所述的聚醚多元醇为聚乙二醇、聚丙二醇、聚氧化丙烯二醇、聚四氢呋喃醚二醇中的一种或几种组合,分子量为1000~4000;所述的聚酯多元醇为聚己内酯二元醇、聚碳酸酯二醇、聚己二酸-1,4-丁二醇酯二醇和聚己二酸己二醇酯二醇的一种或几种组合;所述的异氰酸酯为亚甲基二苯基异氰酸酯、L-赖氨酸二异氰酸酯、L-赖氨酸三异氰酸酯、甲苯-2,4-二异氰酸酯、二苯甲烷-4,4’-二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、氢化二苯基甲烷二异氰酸酯、1,6-六亚甲基二异氰酸酯、1-3二异氰酸甲基苯、1-异氰酸根合-2(4-异氰酸苯基)甲基苯、1,1-亚甲基双(4-异氰酸苯)、2,4-二异氰酸根合-1-甲基苯、1,4-二异氰酸苯,1,1-亚甲基双(4-异氰酸根合环己烷)和它们的二聚体中的一种或其任意组合。 8.如权利要求5~7之一所述的制备方法,其特征在于:所述的多元醇与异氰酸酯单体两者的质量比(0.2-5):1,扩链剂与预聚体的质量比为(1~20):100,固化剂与预聚体的质量比为(1~10):100。

说明书

技术领域

本发明涉及组合物领域,进一步地说,是涉及一种聚氨酯组合物及制备方法。

背景技术

聚氨酯(PU)是由多元醇和多异氰酸酯反应制得的一类主链上带有重复-NHCOO-基团的聚合物的总称。由于所用原料官能团数目的不同,可以分为线型结构和体型结构的高分子聚合物。结构中聚酯或聚醚组成柔性软段与氨基甲酸酯、脲基等刚性硬段交替连接;因软、硬链段的热力学差异,软段和硬段在聚合物中会各自聚集,形成软段相和硬段相,发生微相分离。由于这个独特的微相分离结构,使其具有许多优异的性能,并与多种材料有很强的粘接力,从而被广泛用作石油化工、运输设备、建筑、家电、包装和造船等领域,被誉为极具发展力的新型材料。但由于自身的结构特点使其力学性能难以进一步提高,这限制了它的应用领域,因此改善聚氨酯的力学性能成为研究热点。

目前,研究者主要采用两种方法提升聚氨酯的力学性能,一种是调控聚氨酯结构中软、硬链段的比例,另一种是通过添加SiO2、蒙脱土、滑石、云母和纤维等增强体进行增强,虽然强度得到一定提高,但降低了聚氨酯的断裂伸长率。

发明内容

为解决现有技术中聚氨酯力学性能不佳的问题,本发明提供了一种聚氨酯组合物及制备方法。本发明采用黑色素改性聚氨酯,改善聚氨酯的力学性能。

本发明的目的之一是提供一种聚氨酯组合物。

包括:

聚氨酯和黑色素;

以聚氨酯为100重量份计;黑色素0.05~30重量份,优选0.1~20重量份;更优选0.2~10重量份。

黑色素选天然提取、化学合成和生物发酵法制备的类黑色素,可采用现有技术中通常的黑色素的制备方法,优选化学合成方法制备的黑色素。

所述聚氨酯包括热塑性聚氨酯和热固性聚氨酯。

本发明的目的之二是提供一种聚氨酯组合物的制备方法。

包括:

首先将黑色素在溶剂中混合均匀,再将多元醇、异氰酸酯加入到黑色素溶液中,搅拌、加热进行预聚反应得到预聚体,随后加入扩链剂,加入(或不加入)固化剂,80~120℃反应制得所述聚氨酯组合物。

所述的多元醇包括聚醚多元醇、聚酯多元醇、聚碳酸酯多元醇、聚烯烃多元醇、丙烯酸多元醇和非胺型二元醇的一种或几种组合。

所述的聚醚多醇为聚乙二醇、聚丙二醇、聚氧化丙烯二醇、聚四氢呋喃醚二醇中的一种或几种组合,分子量为1000~4000;所述的聚酯多元醇为聚己内酯二元醇、聚碳酸酯二醇、聚己二酸-1,4-丁二醇酯二醇和聚己二酸己二醇酯二醇的一种或几种组合。

所述的异氰酸酯包括二异氰酸酯和具有3个或多个异氰酸酯基团的化合物。例如亚甲基二苯基异氰酸酯、L-赖氨酸二异氰酸酯、L-赖氨酸三异氰酸酯、甲苯-2,4-二异氰酸酯、二苯甲烷-4,4’-二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、氢化二苯基甲烷二异氰酸酯、1,6-六亚甲基二异氰酸酯、1-3二异氰酸甲基苯、1异氰酸根合-2(4-异氰酸苯基)甲基苯、1,1-亚甲基双(4-异氰酸苯)、2,4-二异氰酸根合-1-甲基苯、1,4-二异氰酸苯,1,1-亚甲基双(4-异氰酸根合环己烷)和它们的二聚体中的一种或其任意组合;所述的多异氰酸酯为含有一种由多环脂肪族多异氰酸酯制得的具有3个或多个异氰酸酯基团的多官能团化合物。

所述的扩链剂为3,3’-二氯-4,4’-二氨基二苯基甲烷、乙二胺、甘油、三羟基丙烷、三甘醇、乙二醇、丁二醇、1,6一己二醇、一缩二乙二醇、新戊二醇或2-甲基-1,3-丙二醇中的一种或几种。

所述的固化剂没有特别限制,可采用本领域通常使用的固化剂。例如二亚乙基三胺、4-氨基甲基-1,8-辛烷二胺,2,2’,2”-三氨基三乙胺、三-1,1,1-氨基乙基乙烷、1,2,3-三氨基丙烷、三-(3-氨基丙基)一胺、N,N,N’,N’-四-(2-氨基乙基)-乙二胺、聚氧亚烷基三胺等聚醚系三胺等一种或几种组合。

所述的溶剂为二甲基甲酰胺、丙酮、丁酮、甲苯、二甲苯、环己烷、二甲亚砜、氯仿、二氯甲烷和乙酸乙酯中的一种或几种组合。

所述组合物中黑色素改性剂选天然提取、化学合成和生物发酵法制备的类黑色素。

所述的多元醇与异氰酸酯单体两者的质量比(0.2-5):1,扩链剂与预聚体的质量比为(1~20):100,固化剂与预聚体的质量比为(1~10):100。

有益效果:

1.少量的黑色素可以大幅度提高聚氨酯的拉伸强度、拉伸断裂伸长率、撕裂强度等力学性能,制备高强高韧聚氨酯;

2.本发明高强高韧聚氨酯的制备方法与通用聚氨酯的类似,简单易行,易于工业化。

具体实施方式

下面结合实施例,进一步说明本发明。

黑色素的制备

(1)黑色素1的制备:将多巴胺盐酸盐(上海阿拉丁生化科技股份有限公司提供,规格:AR)溶于去离子水中,搅拌,升温,再加入一定量的NaOH,4个小时后,反应结束,经过离心,得到黑色素1;

(2)多巴-类黑色素黑色素2的制备:将多巴(上海阿拉丁生化科技股份有限公司提供,规格:AR)、过氧化二苯甲酰(国药集团化学试剂有限公司,规格:AR)溶于二甲亚砜溶剂(国药集团化学试剂有限公司,规格:AR)中,调节溶液呈酸性,反应20时间后,经离心可到黑色素2;

(3)黑色素3的制备:从市场购买墨鱼(无锡南禅寺菜市场),取墨鱼墨汁,经离心得到黑色素3。

对比例1

分别称取聚四氢呋喃60g、亚甲基二苯基异氰酸酯30g,将两者加入900mL丙酮溶剂中混合均匀,90℃反应3h,冷却至室温得到预聚物;再加入扩链剂1,4-丁二醇1.8g,搅拌3h后,将预聚物放置90℃烘箱中反应24h,反应完毕后得到聚氨酯。其中扩链剂与预聚物的质量比为2:100。

实施例1

分别称取聚四氢呋喃60g、亚甲基二苯基异氰酸酯30g,加入900mL含有0.45g黑色素1的丙酮溶液中,混合均匀后,90℃反应3h,冷却至室温得到预聚物;加入扩链剂1,4-丁二醇1.8g,搅拌3h后,将预聚物放置90℃烘箱中反应24h,反应完毕后得到聚氨酯组合物。黑色素1为0.5重量份。其中扩链剂与预聚物的质量比为2:100。

实施例2

除了加入900mL含有0.9g黑色素1的丙酮溶液以外,即黑色素1为1重量份,其它条件与实施例1相同。

实施例3

除了加入900mL含有4.5g黑色素1的丙酮溶液以外,即黑色素1为5重量份,其它条件与实施例1相同。

实施例4

除了加入900mL含有9g黑色素1的丙酮溶液以外,即黑色素1为10重量份,其它条件与实施例1相同。

对比例2

分别称取聚合单体原料聚乙二醇60g和L-赖氨酸二异氰酸酯30g,加入到800mL的DMSO溶剂中混合均匀后,90℃反应3h,冷却至室温得到预聚物;加入扩链剂乙二胺3.6g,搅拌3h后,将预聚物放置于80℃烘箱反应2h,再升温至100℃,反应24h;反应完毕后得到聚氨酯。其中扩链剂与预聚物的质量比为4:100。

实施例5

分别称取聚合单体原料聚乙二醇60g和L-赖氨酸二异氰酸酯30g,加入800mL含有4.5g黑色素2的DMSO溶液中,混合均匀后,90℃反应3h,冷却至室温得到预聚物;加入扩链剂乙二胺3.6g,搅拌3h后,将预聚物放置于80℃烘箱反应2h,再升温至100℃,反应24h,反应完毕后得到聚氨酯组合物。黑色素2为5重量份。其中扩链剂与预聚物的质量比为4:100。

实施例6

除了加入800mL含有9g黑色素2的DMSO溶液以外,即黑色素2为10重量份。其它条件与实施例5相同。

实施例7

除了加入800mL含有13.5g黑色素2的DMSO溶液以外,即黑色素2为15重量份。其它条件与实施例5相同。

实施例8

除了加入800mL含有18g黑色素2的DMSO溶液以外,即黑色素2为20重量份。其它条件与实施例5相同。

对比例3

分别称取聚合单体原料聚己二酸-1,4-丁二醇酯二醇40g和L-赖氨酸三异氰酸酯40g,加入到800mL的DMF中混合均匀后,90℃反应4h,冷却至室温得到预聚物;加入扩链剂1,6-己二醇15g,固化剂4-氨基甲基-1,8-辛烷二胺0.9g搅拌3h后,将预聚物放置于90℃烘箱反应24h,反应完毕后得到聚氨酯。其中 扩链剂与预聚物的质量比为19:100,固化剂与预聚物的质量比为1:100。

实施例9

分别称取聚合单体原料聚己二酸-1,4-丁二醇酯二醇40g和L-赖氨酸三异氰酸酯40g,加入800mL含有4g的黑色素3的DMF溶液中,混合均匀后,90℃反应4h,冷却至室温得到预聚物;加入扩链剂1,6-己二醇15g,固化剂4-氨基甲基-1,8-辛烷二胺0.9g搅拌3h后,将预聚物放置于90℃烘箱反应24h,反应完毕后得到聚氨酯组合物。黑色素3为5重量份。其中扩链剂与预聚物的质量比为19:100,固化剂与预聚物的质量比为1:100。

实施例10

除了加入800mL含有8g黑色素3的DMF溶液以外,即黑色素3为10重量份。其它条件与实施例9相同。

实施例11

除了加入800mL含有12g黑色素3的DMF溶液以外,即黑色素3为15重量份。其它条件与实施例9相同。

实施例12

除了加入800mL含有16g黑色素3的DMF溶液以外,即黑色素3为20重量份。其它条件与实施例9相同。

对比例4

分别称取聚合单体原料聚碳酸酯二元醇65g和甲苯二异氰酸酯25g,加入800mL的DMF溶剂中混合均匀,90℃反应3h,冷却至室温得到预聚物;加入扩链剂一缩二乙二醇5g,固化剂二亚乙基三胺4.5g搅拌3h后,将预聚物放置90℃烘箱反应24h,反应完毕后得到聚氨酯。其中扩链剂与预聚物的质量比为5.6:100,固化剂与预聚物的质量比为5:100。

实施例13

分别称取聚合单体原料聚碳酸酯二元醇65g和甲苯二异氰酸酯25g,加入800mL含10g黑色素1的DMF溶液中混合均匀,90℃反应3h,冷却至室温得 到预聚物;加入扩链剂一缩二乙二醇5g,固化剂二亚乙基三胺4.5g搅拌3h后,将预聚物放置90℃烘箱反应24h,反应完毕后得到聚氨酯组合物。黑色素1为11重量份。其中扩链剂与预聚物的质量分数比为5.6:100,固化剂与预聚物的质量比为5:100。

对比例5

分别称取聚合单体原料聚己内酯二元醇50g和2,4-二异氰酸根合-1-甲基苯30g,加入800mL的甲苯溶剂中混合均匀,80℃反应2h,冷却至室温得到预聚物;加入扩链剂三羟基丙烷10g,搅拌3h后,将预聚物放置100℃烘箱反应24h,反应完毕后得到聚氨酯。其中扩链剂与预聚物的质量比为12.5:100。

实施例14

分别称取聚合单体原料聚己内酯二元醇50g和2,4-二异氰酸根合-1-甲基苯30g,加入800mL含10g黑色素1的甲苯溶液中混合均匀,80℃反应2h,冷却至室温得到预聚物;加入扩链剂三羟基丙烷10g,搅拌3h后,将预聚物放置100℃烘箱反应24h,反应完毕后得到聚氨酯组合物。黑色素1为12.5重量份。其中扩链剂与预聚物的质量比为12.5:100。

对比例6

分别称取聚合单体原料聚碳酸酯二元醇40g、亚甲基二苯基异氰酸酯35g和异佛尔酮二异氰酸酯15g,加入800mL DMF溶液中混合均匀,90℃反应3h,冷却至室温得到预聚物;加入扩链剂一缩二乙二醇10g,固化剂三-1,1,1-氨基乙基乙烷9g搅拌3h后,将预聚物放置烘箱保温反应,反应温度80℃,反应时间2h,再升温至100℃,反应24h,反应完毕后得到聚氨酯。其中扩链剂与预聚物的质量比为11:100,固化剂与预聚物的质量比为10:100。

实施例15

分别称取聚合单体原料聚碳酸酯二元醇40g、亚甲基二苯基异氰酸酯35g和异佛尔酮二异氰酸酯15g,加入800mL含15g黑色素2的DMF溶液中混合均匀,90℃反应3h,冷却至室温得到预聚物;加入扩链剂一缩二乙二醇10g,固 化剂三-1,1,1-氨基乙基乙烷9g搅拌3h后,将预聚物放置烘箱保温反应,反应温度80℃,反应时间2h,再升温至100℃,反应24h,反应完毕后得到聚氨酯。黑色素2为17重量份。其中扩链剂与预聚物的质量比为11:100,固化剂与预聚物的质量比为10:100。

对比例7

分别称取聚合单体原料聚丙二醇40g、1,6-六亚甲基二异氰酸酯35g和氢化二苯基甲烷二异氰酸酯20g,加入到800mL的DMF溶剂混合均匀,90℃反应3h,冷却至室温得到预聚物;加入扩链剂三甘醇15g,搅拌3h后,将预聚物放置80℃烘箱反应2h,然后升温至100℃,反应24h,反应完毕后得到聚氨酯。其中扩链剂与预聚物的质量比为16:100。

实施例16

分别称取聚合单体原料聚丙二醇40g、1,6-六亚甲基二异氰酸酯35g和氢化二苯基甲烷二异氰酸酯20g,加入到800mL含5g黑色素2的DMF溶液中混合均匀,90℃反应3h,冷却至室温得到预聚物;加入扩链剂三甘醇15g,搅拌3h后,将预聚物放置80℃烘箱反应2h,然后升温至100℃,反应24h,反应完毕后得到聚氨酯组合物。黑色素2为5重量份。其中扩链剂与预聚物的质量比为16:100。

实施例17

除加入到800mL含10g黑色素2的DMF溶液,即黑色素2为10重量份。其它条件与实施例16相同。

对比例8

分别称取聚合单体原料聚氧化丙烯二醇30g和1,1-亚甲基双(4-异氰酸苯))60g,加入800mL的DMF溶剂中混合均匀,80℃反应2h,冷却至室温得到预聚物;加入扩链剂三羟基丙烷10g,搅拌3h后,将预聚物放置100℃烘箱反应24h,反应完毕后得到聚氨酯。其中扩链剂与预聚物的质量比为11:100。

实施例18

分别称取聚合单体原料聚氧化丙烯二醇30g和1,1-亚甲基双(4-异氰酸苯))60g,加入800mL含10g黑色素1的DMF溶剂中混合均匀,80℃反应2h,冷却至室温得到预聚物;加入扩链剂三羟基丙烷10g,搅拌3h后,将预聚物放置100℃烘箱反应24h,反应完毕后得到聚氨酯。黑色素1为11重量份。其中扩链剂与预聚物的质量比为11:100。

对比例9

分别称取聚合单体原料聚己二酸己二醇酯二醇75g和1-3二异氰酸甲基苯15g,加入800mL的丙酮溶剂中混合均匀,80℃反应2h,冷却至室温得到预聚物;加入扩链剂新戊二醇18g,搅拌3h后,将预聚物放置于110℃烘箱中反应24h,反应完毕后得到聚氨酯。其中扩链剂与预聚物的质量比为20:100。

实施例19

分别称取聚合单体原料聚己二酸己二醇酯二醇75g和1-3二异氰酸甲基苯15g,加入800mL含10g黑色素1的丙酮溶液中混合均匀,80℃反应2h,冷却至室温得到预聚物;加入扩链剂新戊二醇20g,搅拌3h后,将预聚物放置于110℃烘箱中反应24h,反应完毕后得到聚氨酯组合物。黑色素1为11重量份。其中扩链剂与预聚物的质量比为20:100。

对比例10

称取聚合单体原料聚己二酸-1,4-丁二醇酯二醇15g和2,4-二异氰酸根合-1-甲基苯75g,加入800mL的丙酮溶剂中混合均匀,80℃反应2h,冷却至室温得到预聚物;加入扩链剂2-甲基-1,3-丙二醇18g,搅拌4h后,将预聚物放置110℃烘箱中反应24h,反应完毕后得到聚氨酯。其中扩链剂与预聚物的质量比为20:100。

实施例20

称取聚合单体原料聚己二酸-1,4-丁二醇酯二醇15g和2,4-二异氰酸根合-1-甲基苯75g,加入800mL含15g的黑色素3丙酮溶液中混合均匀,80℃反应2h,冷却至室温得到预聚物;加入扩链剂2-甲基-1,3-丙二醇18g,搅拌4h后,将预 聚物放置110℃烘箱中反应24h,反应完毕后得到聚氨酯组合物。黑色素3为17重量份。其中扩链剂与预聚物的质量比为20:100。

对上述样品,按照GB/T528-2009标准制备标准样条,并采用万能材料试验机进行力学性能测试(测试温度为25℃,拉伸速率为200mm/min),所得力学性能数据列入表1。

表1

综上所述,实施例的力学性能明显高于相应对比例的力学性能,说明加入黑色素后,聚氨酯的拉伸强度和断裂伸长率明显的提高,得到高强高韧聚氨酯组合物。

一种聚氨酯组合物及制备方法.pdf_第1页
第1页 / 共10页
一种聚氨酯组合物及制备方法.pdf_第2页
第2页 / 共10页
一种聚氨酯组合物及制备方法.pdf_第3页
第3页 / 共10页
点击查看更多>>
资源描述

《一种聚氨酯组合物及制备方法.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《一种聚氨酯组合物及制备方法.pdf(10页珍藏版)》请在专利查询网上搜索。

1、(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201510919093.2 (22)申请日 2015.12.11 C08G 18/48(2006.01) C08G 18/42(2006.01) C08G 18/44(2006.01) C08K 5/17(2006.01) C08K 5/00(2006.01) C08K 5/16(2006.01) (71)申请人 江南大学 地址 214122 江苏省无锡市滨湖区蠡湖大道 1800 号 (72)发明人 东为富 汪洋 李婷 马丕明 陈明清 (74)专利代理机构 北京知舟专利事务所 ( 普通 合伙 ) 11550 代理人 赵宇 (54) 发明。

2、名称 一种聚氨酯组合物及制备方法 (57) 摘要 本发明公开了一种聚氨酯组合物及其制备方 法。所述组合物包括 : 聚氨酯和黑色素 ; 以聚氨酯 为 100 重量份计 ; 黑色素 0.05 30 重量份。制 备方法包括 : 首先将黑色素在 500 1000mL 溶剂 中混合均匀, 再将多元醇、 异氰酸酯加入到黑色素 溶液中, 搅拌、 加热进行预聚反应得到预聚体, 随 后加入扩链剂, 加入 ( 或不加入 ) 固化剂, 80 120反应制得所述聚氨酯组合物。 本发明制备的 聚氨酯复合材料的拉伸强度和断裂伸长率得到了 显著提高。 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发。

3、明专利申请 权利要求书1页 说明书8页 CN 106866918 A 2017.06.20 CN 106866918 A 1.一种聚氨酯组合物, 其特征在于所述组合物包括: 聚氨酯和黑色素; 以聚氨酯为100重量份计; 黑色素0.0530重量份。 2.如权利要求1所述的聚氨酯组合物, 其特征在于: 黑色素0.120重量份。 3.如权利要求2所述的聚氨酯组合物, 其特征在于: 黑色素0.210重量份。 4.如权利要求3所述的聚氨酯组合物, 其特征在于: 所述聚氨酯包括热塑性聚氨酯和热固性聚氨酯。 5.一种如权利要求14之一所述的聚氨酯组合物的制备方法, 其特征在于所述方法包 括: 首先将黑色素在。

4、5001000mL溶剂中混合均匀, 再将多元醇、 异氰酸酯加入到黑色素溶 液中, 搅拌、 加热进行预聚反应得到预聚体, 随后加入扩链剂, 加入(或不加入)固化剂, 80 120反应制得所述聚氨酯组合物; 所述的溶剂为二甲基甲酰胺、 丙酮、 丁酮、 甲苯、 二甲苯、 环己烷、 二甲亚砜、 氯仿、 二氯 甲烷和乙酸乙酯中的一种或几种组合; 所述的扩链剂为3,3 -二氯-4,4 -二氨基二苯基甲烷、 乙二胺、 甘油、 三羟基丙烷、 三甘 醇、 乙二醇、 丁二醇、 1,6-己二醇、 一缩二乙二醇、 新戊二醇或2-甲基-1,3-丙二醇中的一种 或几种。 6.如权利要求5所述的制备方法, 其特征在于: 所。

5、述的多元醇包括聚醚多元醇、 聚酯多元醇、 聚碳酸酯多元醇、 聚烯烃多元醇、 丙烯酸 多元醇和非胺型二元醇的一种或几种组合; 所述的异氰酸酯包括二异氰酸酯和具有3个或多个异氰酸酯基团的化合物。 7.如权利要求5所述的制备方法, 其特征在于: 所述的聚醚多元醇为聚乙二醇、 聚丙二醇、 聚氧化丙烯二醇、 聚四氢呋喃醚二醇中的一 种或几种组合, 分子量为10004000; 所述的聚酯多元醇为聚己内酯二元醇、 聚碳酸酯二醇、 聚己二酸-1,4-丁二醇酯二醇和 聚己二酸己二醇酯二醇的一种或几种组合; 所述的异氰酸酯为亚甲基二苯基异氰酸酯、 L-赖氨酸二异氰酸酯、 L-赖氨酸三异氰酸 酯、 甲苯-2,4-二。

6、异氰酸酯、 二苯甲烷-4,4 -二异氰酸酯、 异佛尔酮二异氰酸酯、 氢化二苯基 甲烷二异氰酸酯、 1,6-六亚甲基二异氰酸酯、 1-3二异氰酸甲基苯、 1-异氰酸根合-2(4-异氰 酸苯基)甲基苯、 1,1-亚甲基双(4-异氰酸苯)、 2,4-二异氰酸根合-1-甲基苯、 1,4-二异氰酸 苯, 1,1-亚甲基双(4-异氰酸根合环己烷)和它们的二聚体中的一种或其任意组合。 8.如权利要求57之一所述的制备方法, 其特征在于: 所述的多元醇与异氰酸酯单体两者的质量比(0.2-5):1, 扩链剂与预聚体的质量比为 (120):100, 固化剂与预聚体的质量比为(110):100。 权利要求书 1/1。

7、 页 2 CN 106866918 A 2 一种聚氨酯组合物及制备方法 技术领域 0001 本发明涉及组合物领域, 进一步地说, 是涉及一种聚氨酯组合物及制备方法。 背景技术 0002 聚氨酯(PU)是由多元醇和多异氰酸酯反应制得的一类主链上带有重复-NHCOO-基 团的聚合物的总称。 由于所用原料官能团数目的不同, 可以分为线型结构和体型结构的高 分子聚合物。 结构中聚酯或聚醚组成柔性软段与氨基甲酸酯、 脲基等刚性硬段交替连接; 因 软、 硬链段的热力学差异, 软段和硬段在聚合物中会各自聚集, 形成软段相和硬段相, 发生 微相分离。 由于这个独特的微相分离结构, 使其具有许多优异的性能, 并。

8、与多种材料有很强 的粘接力, 从而被广泛用作石油化工、 运输设备、 建筑、 家电、 包装和造船等领域, 被誉为极 具发展力的新型材料。 但由于自身的结构特点使其力学性能难以进一步提高, 这限制了它 的应用领域, 因此改善聚氨酯的力学性能成为研究热点。 0003 目前, 研究者主要采用两种方法提升聚氨酯的力学性能, 一种是调控聚氨酯结构 中软、 硬链段的比例, 另一种是通过添加SiO2、 蒙脱土、 滑石、 云母和纤维等增强体进行增 强, 虽然强度得到一定提高, 但降低了聚氨酯的断裂伸长率。 发明内容 0004 为解决现有技术中聚氨酯力学性能不佳的问题, 本发明提供了一种聚氨酯组合物 及制备方法。。

9、 本发明采用黑色素改性聚氨酯, 改善聚氨酯的力学性能。 0005 本发明的目的之一是提供一种聚氨酯组合物。 0006 包括: 0007 聚氨酯和黑色素; 0008 以聚氨酯为100重量份计; 黑色素0.0530重量份, 优选0.120重量份; 更优选 0.210重量份。 0009 黑色素选天然提取、 化学合成和生物发酵法制备的类黑色素, 可采用现有技术中 通常的黑色素的制备方法, 优选化学合成方法制备的黑色素。 0010 所述聚氨酯包括热塑性聚氨酯和热固性聚氨酯。 0011 本发明的目的之二是提供一种聚氨酯组合物的制备方法。 0012 包括: 0013 首先将黑色素在溶剂中混合均匀, 再将多元。

10、醇、 异氰酸酯加入到黑色素溶液中, 搅 拌、 加热进行预聚反应得到预聚体, 随后加入扩链剂, 加入(或不加入)固化剂, 80120反 应制得所述聚氨酯组合物。 0014 所述的多元醇包括聚醚多元醇、 聚酯多元醇、 聚碳酸酯多元醇、 聚烯烃多元醇、 丙 烯酸多元醇和非胺型二元醇的一种或几种组合。 0015 所述的聚醚多醇为聚乙二醇、 聚丙二醇、 聚氧化丙烯二醇、 聚四氢呋喃醚二醇中的 一种或几种组合, 分子量为10004000; 所述的聚酯多元醇为聚己内酯二元醇、 聚碳酸酯二 说明书 1/8 页 3 CN 106866918 A 3 醇、 聚己二酸-1,4-丁二醇酯二醇和聚己二酸己二醇酯二醇的一。

11、种或几种组合。 0016 所述的异氰酸酯包括二异氰酸酯和具有3个或多个异氰酸酯基团的化合物。 例如 亚甲基二苯基异氰酸酯、 L-赖氨酸二异氰酸酯、 L-赖氨酸三异氰酸酯、 甲苯-2,4-二异氰酸 酯、 二苯甲烷-4,4 -二异氰酸酯、 异佛尔酮二异氰酸酯、 氢化二苯基甲烷二异氰酸酯、 1,6- 六亚甲基二异氰酸酯、 1-3二异氰酸甲基苯、 1异氰酸根合-2(4-异氰酸苯基)甲基苯、 1,1-亚 甲基双(4-异氰酸苯)、 2,4-二异氰酸根合-1-甲基苯、 1,4-二异氰酸苯, 1,1-亚甲基双(4-异 氰酸根合环己烷)和它们的二聚体中的一种或其任意组合; 所述的多异氰酸酯为含有一种 由多环脂肪。

12、族多异氰酸酯制得的具有3个或多个异氰酸酯基团的多官能团化合物。 0017 所述的扩链剂为3,3 -二氯-4,4 -二氨基二苯基甲烷、 乙二胺、 甘油、 三羟基丙烷、 三甘醇、 乙二醇、 丁二醇、 1,6一己二醇、 一缩二乙二醇、 新戊二醇或2-甲基-1,3-丙二醇中的 一种或几种。 0018 所述的固化剂没有特别限制, 可采用本领域通常使用的固化剂。 例如二亚乙基三 胺、 4-氨基甲基-1,8-辛烷二胺, 2, 2 , 2” -三氨基三乙胺、 三-1,1,1-氨基乙基乙烷、 1,2,3- 三氨基丙烷、 三-(3-氨基丙基)一胺、 N,N,N ,N -四-(2-氨基乙基)-乙二胺、 聚氧亚烷基三。

13、 胺等聚醚系三胺等一种或几种组合。 0019 所述的溶剂为二甲基甲酰胺、 丙酮、 丁酮、 甲苯、 二甲苯、 环己烷、 二甲亚砜、 氯仿、 二氯甲烷和乙酸乙酯中的一种或几种组合。 0020 所述组合物中黑色素改性剂选天然提取、 化学合成和生物发酵法制备的类黑色 素。 0021 所述的多元醇与异氰酸酯单体两者的质量比(0.2-5):1, 扩链剂与预聚体的质量 比为(120):100, 固化剂与预聚体的质量比为(110):100。 0022 有益效果: 0023 1.少量的黑色素可以大幅度提高聚氨酯的拉伸强度、 拉伸断裂伸长率、 撕裂强度 等力学性能, 制备高强高韧聚氨酯; 0024 2.本发明高强。

14、高韧聚氨酯的制备方法与通用聚氨酯的类似, 简单易行, 易于工业 化。 具体实施方式 0025 下面结合实施例, 进一步说明本发明。 0026 黑色素的制备 0027 (1)黑色素1的制备: 将多巴胺盐酸盐(上海阿拉丁生化科技股份有限公司提供, 规 格: AR)溶于去离子水中, 搅拌, 升温, 再加入一定量的NaOH, 4个小时后, 反应结束, 经过离 心, 得到黑色素1; 0028 (2)多巴-类黑色素黑色素2的制备: 将多巴(上海阿拉丁生化科技股份有限公司提 供, 规格: AR)、 过氧化二苯甲酰(国药集团化学试剂有限公司, 规格: AR)溶于二甲亚砜溶剂 (国药集团化学试剂有限公司, 规格。

15、: AR)中, 调节溶液呈酸性, 反应20时间后, 经离心可到黑 色素2; 0029 (3)黑色素3的制备: 从市场购买墨鱼(无锡南禅寺菜市场), 取墨鱼墨汁, 经离心得 到黑色素3。 说明书 2/8 页 4 CN 106866918 A 4 0030 对比例1 0031 分别称取聚四氢呋喃60g、 亚甲基二苯基异氰酸酯30g, 将两者加入900mL丙酮溶剂 中混合均匀, 90反应3h, 冷却至室温得到预聚物; 再加入扩链剂1,4-丁二醇1.8g, 搅拌3h 后, 将预聚物放置90烘箱中反应24h, 反应完毕后得到聚氨酯。 其中扩链剂与预聚物的质 量比为2:100。 0032 实施例1 003。

16、3 分别称取聚四氢呋喃60g、 亚甲基二苯基异氰酸酯30g, 加入900mL含有0.45g黑色 素1的丙酮溶液中, 混合均匀后, 90反应3h, 冷却至室温得到预聚物; 加入扩链剂1,4-丁二 醇1.8g, 搅拌3h后, 将预聚物放置90烘箱中反应24h, 反应完毕后得到聚氨酯组合物。 黑色 素1为0.5重量份。 其中扩链剂与预聚物的质量比为2:100。 0034 实施例2 0035 除了加入900mL含有0.9g黑色素1的丙酮溶液以外, 即黑色素1为1重量份, 其它条 件与实施例1相同。 0036 实施例3 0037 除了加入900mL含有4.5g黑色素1的丙酮溶液以外, 即黑色素1为5重量。

17、份, 其它条 件与实施例1相同。 0038 实施例4 0039 除了加入900mL含有9g黑色素1的丙酮溶液以外, 即黑色素1为10重量份, 其它条件 与实施例1相同。 0040 对比例2 0041 分别称取聚合单体原料聚乙二醇60g和L-赖氨酸二异氰酸酯30g, 加入到800mL的 DMSO溶剂中混合均匀后, 90反应3h, 冷却至室温得到预聚物; 加入扩链剂乙二胺3.6g, 搅 拌3h后, 将预聚物放置于80烘箱反应2h, 再升温至100, 反应24h; 反应完毕后得到聚氨 酯。 其中扩链剂与预聚物的质量比为4:100。 0042 实施例5 0043 分别称取聚合单体原料聚乙二醇60g和L。

18、-赖氨酸二异氰酸酯30g, 加入800mL含有 4.5g黑色素2的DMSO溶液中, 混合均匀后, 90反应3h, 冷却至室温得到预聚物; 加入扩链剂 乙二胺3.6g, 搅拌3h后, 将预聚物放置于80烘箱反应2h, 再升温至100, 反应24h, 反应完 毕后得到聚氨酯组合物。 黑色素2为5重量份。 其中扩链剂与预聚物的质量比为4:100。 0044 实施例6 0045 除了加入800mL含有9g黑色素2的DMSO溶液以外, 即黑色素2为10重量份。 其它条件 与实施例5相同。 0046 实施例7 0047 除了加入800mL含有13.5g黑色素2的DMSO溶液以外, 即黑色素2为15重量份。。

19、 其它 条件与实施例5相同。 0048 实施例8 0049 除了加入800mL含有18g黑色素2的DMSO溶液以外, 即黑色素2为20重量份。 其它条 件与实施例5相同。 0050 对比例3 说明书 3/8 页 5 CN 106866918 A 5 0051 分别称取聚合单体原料聚己二酸-1,4-丁二醇酯二醇40g和L-赖氨酸三异氰酸酯 40g, 加入到800mL的DMF中混合均匀后, 90反应4h, 冷却至室温得到预聚物; 加入扩链剂1, 6-己二醇15g, 固化剂4-氨基甲基-1,8-辛烷二胺0.9g搅拌3h后, 将预聚物放置于90烘箱 反应24h, 反应完毕后得到聚氨酯。 其中扩链剂与预。

20、聚物的质量比为19:100, 固化剂与预聚 物的质量比为1:100。 0052 实施例9 0053 分别称取聚合单体原料聚己二酸-1,4-丁二醇酯二醇40g和L-赖氨酸三异氰酸酯 40g, 加入800mL含有4g的黑色素3的DMF溶液中, 混合均匀后, 90反应4h, 冷却至室温得到 预聚物; 加入扩链剂1,6-己二醇15g, 固化剂4-氨基甲基-1,8-辛烷二胺0.9g搅拌3h后, 将预 聚物放置于90烘箱反应24h, 反应完毕后得到聚氨酯组合物。 黑色素3为5重量份。 其中扩 链剂与预聚物的质量比为19:100, 固化剂与预聚物的质量比为1:100。 0054 实施例10 0055 除了加。

21、入800mL含有8g黑色素3的DMF溶液以外, 即黑色素3为10重量份。 其它条件 与实施例9相同。 0056 实施例11 0057 除了加入800mL含有12g黑色素3的DMF溶液以外, 即黑色素3为15重量份。 其它条件 与实施例9相同。 0058 实施例12 0059 除了加入800mL含有16g黑色素3的DMF溶液以外, 即黑色素3为20重量份。 其它条件 与实施例9相同。 0060 对比例4 0061 分别称取聚合单体原料聚碳酸酯二元醇65g和甲苯二异氰酸酯25g, 加入800mL的 DMF溶剂中混合均匀, 90反应3h, 冷却至室温得到预聚物; 加入扩链剂一缩二乙二醇5g, 固 化。

22、剂二亚乙基三胺4.5g搅拌3h后, 将预聚物放置90烘箱反应24h, 反应完毕后得到聚氨 酯。 其中扩链剂与预聚物的质量比为5.6:100, 固化剂与预聚物的质量比为5:100。 0062 实施例13 0063 分别称取聚合单体原料聚碳酸酯二元醇65g和甲苯二异氰酸酯25g, 加入800mL含 10g黑色素1的DMF溶液中混合均匀, 90反应3h, 冷却至室温得到预聚物; 加入扩链剂一缩 二乙二醇5g, 固化剂二亚乙基三胺4.5g搅拌3h后, 将预聚物放置90烘箱反应24h, 反应完 毕后得到聚氨酯组合物。 黑色素1为11重量份。 其中扩链剂与预聚物的质量分数比为5.6: 100, 固化剂与预。

23、聚物的质量比为5:100。 0064 对比例5 0065 分别称取聚合单体原料聚己内酯二元醇50g和2,4-二异氰酸根合-1-甲基苯30g, 加入800mL的甲苯溶剂中混合均匀, 80反应2h, 冷却至室温得到预聚物; 加入扩链剂三羟 基丙烷10g, 搅拌3h后, 将预聚物放置100烘箱反应24h, 反应完毕后得到聚氨酯。 其中扩链 剂与预聚物的质量比为12.5:100。 0066 实施例14 0067 分别称取聚合单体原料聚己内酯二元醇50g和2,4-二异氰酸根合-1-甲基苯30g, 加入800mL含10g黑色素1的甲苯溶液中混合均匀, 80反应2h, 冷却至室温得到预聚物; 加 说明书 4。

24、/8 页 6 CN 106866918 A 6 入扩链剂三羟基丙烷10g, 搅拌3h后, 将预聚物放置100烘箱反应24h, 反应完毕后得到聚 氨酯组合物。 黑色素1为12.5重量份。 其中扩链剂与预聚物的质量比为12.5:100。 0068 对比例6 0069 分别称取聚合单体原料聚碳酸酯二元醇40g、 亚甲基二苯基异氰酸酯35g和异佛尔 酮二异氰酸酯15g, 加入800mLDMF溶液中混合均匀, 90反应3h, 冷却至室温得到预聚物; 加入扩链剂一缩二乙二醇10g, 固化剂三-1,1,1-氨基乙基乙烷9g搅拌3h后, 将预聚物放置 烘箱保温反应, 反应温度80, 反应时间2h, 再升温至1。

25、00, 反应24h, 反应完毕后得到聚氨 酯。 其中扩链剂与预聚物的质量比为11:100, 固化剂与预聚物的质量比为10:100。 0070 实施例15 0071 分别称取聚合单体原料聚碳酸酯二元醇40g、 亚甲基二苯基异氰酸酯35g和异佛尔 酮二异氰酸酯15g, 加入800mL含15g黑色素2的DMF溶液中混合均匀, 90反应3h, 冷却至室 温得到预聚物; 加入扩链剂一缩二乙二醇10g, 固化剂三-1,1,1-氨基乙基乙烷9g搅拌3h后, 将预聚物放置烘箱保温反应, 反应温度80, 反应时间2h, 再升温至100, 反应24h, 反应完 毕后得到聚氨酯。 黑色素2为17重量份。 其中扩链剂。

26、与预聚物的质量比为11:100, 固化剂与 预聚物的质量比为10:100。 0072 对比例7 0073 分别称取聚合单体原料聚丙二醇40g、 1,6-六亚甲基二异氰酸酯35g和氢化二苯基 甲烷二异氰酸酯20g, 加入到800mL的DMF溶剂混合均匀, 90反应3h, 冷却至室温得到预聚 物; 加入扩链剂三甘醇15g, 搅拌3h后, 将预聚物放置80烘箱反应2h, 然后升温至100, 反 应24h, 反应完毕后得到聚氨酯。 其中扩链剂与预聚物的质量比为16:100。 0074 实施例16 0075 分别称取聚合单体原料聚丙二醇40g、 1,6-六亚甲基二异氰酸酯35g和氢化二苯基 甲烷二异氰酸。

27、酯20g, 加入到800mL含5g黑色素2的DMF溶液中混合均匀, 90反应3h, 冷却至 室温得到预聚物; 加入扩链剂三甘醇15g, 搅拌3h后, 将预聚物放置80烘箱反应2h, 然后升 温至100, 反应24h, 反应完毕后得到聚氨酯组合物。 黑色素2为5重量份。 其中扩链剂与预 聚物的质量比为16:100。 0076 实施例17 0077 除加入到800mL含10g黑色素2的DMF溶液, 即黑色素2为10重量份。 其它条件与实施 例16相同。 0078 对比例8 0079 分别称取聚合单体原料聚氧化丙烯二醇30g和1,1-亚甲基双(4-异氰酸苯)60g, 加入800mL的DMF溶剂中混合。

28、均匀, 80反应2h, 冷却至室温得到预聚物; 加入扩链剂三羟基 丙烷10g, 搅拌3h后, 将预聚物放置100烘箱反应24h, 反应完毕后得到聚氨酯。 其中扩链剂 与预聚物的质量比为11:100。 0080 实施例18 0081 分别称取聚合单体原料聚氧化丙烯二醇30g和1,1-亚甲基双(4-异氰酸苯)60g, 加入800mL含10g黑色素1的DMF溶剂中混合均匀, 80反应2h, 冷却至室温得到预聚物; 加入 扩链剂三羟基丙烷10g, 搅拌3h后, 将预聚物放置100烘箱反应24h, 反应完毕后得到聚氨 酯。 黑色素1为11重量份。 其中扩链剂与预聚物的质量比为11:100。 说明书 5/。

29、8 页 7 CN 106866918 A 7 0082 对比例9 0083 分别称取聚合单体原料聚己二酸己二醇酯二醇75g和1-3二异氰酸甲基苯15g, 加 入800mL的丙酮溶剂中混合均匀, 80反应2h, 冷却至室温得到预聚物; 加入扩链剂新戊二 醇18g, 搅拌3h后, 将预聚物放置于110烘箱中反应24h, 反应完毕后得到聚氨酯。 其中扩链 剂与预聚物的质量比为20:100。 0084 实施例19 0085 分别称取聚合单体原料聚己二酸己二醇酯二醇75g和1-3二异氰酸甲基苯15g, 加 入800mL含10g黑色素1的丙酮溶液中混合均匀, 80反应2h, 冷却至室温得到预聚物; 加入 。

30、扩链剂新戊二醇20g, 搅拌3h后, 将预聚物放置于110烘箱中反应24h, 反应完毕后得到聚 氨酯组合物。 黑色素1为11重量份。 其中扩链剂与预聚物的质量比为20:100。 0086 对比例10 0087 称取聚合单体原料聚己二酸-1,4-丁二醇酯二醇15g和2,4-二异氰酸根合-1-甲基 苯75g, 加入800mL的丙酮溶剂中混合均匀, 80反应2h, 冷却至室温得到预聚物; 加入扩链 剂2-甲基-1,3-丙二醇18g, 搅拌4h后, 将预聚物放置110烘箱中反应24h, 反应完毕后得到 聚氨酯。 其中扩链剂与预聚物的质量比为20:100。 0088 实施例20 0089 称取聚合单体原。

31、料聚己二酸-1,4-丁二醇酯二醇15g和2,4-二异氰酸根合-1-甲基 苯75g, 加入800mL含15g的黑色素3丙酮溶液中混合均匀, 80反应2h, 冷却至室温得到预聚 物; 加入扩链剂2-甲基-1,3-丙二醇18g, 搅拌4h后, 将预聚物放置110烘箱中反应24h, 反 应完毕后得到聚氨酯组合物。 黑色素3为17重量份。 其中扩链剂与预聚物的质量比为20: 100。 0090 对上述样品, 按照GB/T528-2009标准制备标准样条, 并采用万能材料试验机进行 力学性能测试(测试温度为25, 拉伸速率为200mm/min), 所得力学性能数据列入表1。 0091 表1 0092 说明书 6/8 页 8 CN 106866918 A 8 0093 说明书 7/8 页 9 CN 106866918 A 9 0094 综上所述, 实施例的力学性能明显高于相应对比例的力学性能, 说明加入黑色素 后, 聚氨酯的拉伸强度和断裂伸长率明显的提高, 得到高强高韧聚氨酯组合物。 说明书 8/8 页 10 CN 106866918 A 10 。

展开阅读全文
相关资源
猜你喜欢
相关搜索

当前位置:首页 >


copyright@ 2017-2020 zhuanlichaxun.net网站版权所有
经营许可证编号:粤ICP备2021068784号-1