多重氢键超支化聚氨酯、制备方法及应用.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115725039A(43)申请公布日2023.03.03(21)申请号202211413280.XC08G18/76(2006.01)(22)申请日2022.11.11(71)申请人中南民族大学地址430070湖北省武汉市洪山区民族大道708号、823号(72)发明人张俊珩龚张洁邓国燕李廷成周继亮张道洪(74)专利代理机构北京轻创知识产权代理有限公司11212专利代理师沈尚林(51)Int.Cl.C08G18/38(2006.01)C08G18/32(2006.01)C08G18/71(2006.01)C08G18/75(2006.01)权利要求书3页说明书11页附图1页(54)发明名称多重氢键超支化聚氨酯、制备方法及应用(57)摘要本发明涉及高分子化学技术领域，具体而言，涉及多重氢键超支化聚氨酯、制备方法及应用。该多重氢键超支化聚氨酯由二元异氰酸酯、三元巯基化合物和多重氢键单体反应制备得到。该多重氢键超支化聚氨酯可应用于在碳纤维复合材料、人工肌肉、电子皮肤及可穿戴电子设备中。该多重氢键超支化聚氨酯同时具有高强、高韧、室温自修复及可循环回收的特性。由其制备的室温自修复聚氨酯弹性体可在温和条件下实现化学循环回收，回收后的性能保持率高。本发明工艺简单，成本低，可应用于碳纤维复合材料、人工肌肉、电子皮肤及导电拉伸器件等领域。CN115725039ACN115725039A权利要求书1/3页1.一种多重氢键超支化聚氨酯，其特征在于，其结构式如通式(1)所示：R`、R``、R```相同或不同，并且分别独立的表示为通式(2)、通式(3)或通式(4)的结构:其中，至少一个X表示为R3，其余的X表示为H；R1表示为通式(5)、通式(6)或通式(7)中的一种；其中，当R1分别与‑NHCO和R2连接时，*表示与‑NHCO连接的位置，**表示与R2连接的位置，当R1连接两个R2时，*和**分别表示与一个R2连接的位置；2CN115725039A权利要求书2/3页R2表示为通式(8)或通式(9)；其中，当R2与‑NHCO连接时，***表示与‑NHCO连接的位置，当R2与R1和‑SX连接时，***表示与R1或‑SX连接的位置：R3表示为通式(10),****表示与‑S连接的位置：2.根据权利要求1所述一种多重氢键超支化聚氨酯，其特征在于，R`、R``、R```相同，并且表示所述通式(2)的结构；其中，‑SR3的个数为m，‑SH的个数为6‑m,m的值为1～5；或，R`、R``、R```相同，并且表示所述通式(3)的结构；其中，‑SR3的个数为n，‑SH的个数为12‑n,n的值为1～11；或，R`、R``、R```相同，并且表示所述通式(4)的结构；其中，‑SR3的个数为q，‑SH的个数为24‑q,q的值为1～23。3.一种如权利要求1或2所述的多重氢键超支化聚氨酯的应用，其特征在于，用于制作碳纤维复合材料、人工肌肉、电子皮肤或可穿戴电子设备。4.一种如权利要求1或2所述的多重氢键超支化聚氨酯的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、将二元异氰酸酯、三元巯基化合物和第一催化剂混合均匀，并在40‑80℃条件下反应1‑4h，得到端巯基超支化聚氨酯，所述二元异氰酸酯和所述三元巯基化合物的质量比为3CN115725039A权利要求书3/3页(0.4‑0.6)：1，所述催化剂一的质量为二元异氰酸酯和三元巯基的0.5‑1wt％；S2、将所述端巯基超支化聚氨酯与多重氢键单体HDI‑UPy、有机溶剂和第二催化剂混合均匀，并在60‑80℃条件下反应4‑6h，得到多重氢键超支化聚氨酯；所述多重氢键单体和端巯基超支化聚氨酯的摩尔比为1:(0.1‑1)，所述第二催化剂的质量为所述端巯基超支化聚氨酯的0.5‑1wt％，所述有机溶剂与端巯基超支化聚氨酯的质量比为(1‑3):1。5.根据权利要求4所述一种多重氢键超支化聚氨酯的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述二元异氰酸酯为异佛尔酮二异氰酸酯、甲苯‑2，4‑二异氰酸酯或4‑4’‑二环己基甲烷二异氰酸酯中的一种；所述三元巯基化合物为三羟甲基丙烷三(3‑巯基丙酸酯)或2，2，2‑(1，3，5)‑三苯基硫醇均三嗪中的一种；所述第一催化剂和所述第二催化剂相同或不同，所述第一催化剂和所述第二催化剂分别为三乙醇胺、二丁基锡二月桂酸酯、二丁基二氯化锡或1，5‑二氮杂双环[4.3.0]‑5‑壬烯中的一种。6.根据权利要求5所述一种多重氢键超支化聚氨酯的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中，所述多重氢键单体HDI‑UPy结构式如式(14)所示：所述有机溶剂为N,N‑二甲基甲酰胺、N,N‑二甲基乙酰胺、三氯甲烷或二氯甲烷中的一种。7.一种室温自修复聚氨酯弹性体，其特征在于，采用权利