[发明专利]一种含砜基的聚氨酯、其制备方法及应用

说明书

本发明涉及聚合物合成技术领域，尤其涉及一种含砜基的聚氨酯、其制备方法及应用。本发明提供了一种含砜基的聚氨酯，具有式(I)所示结构。本发明提供的含砜基的聚氨酯中，砜基上的氧原子上下对称，无极性，主链上的硫原子处于最高氧化状态，为聚合物提供了优良的抗氧化能力；此外，砜基与相邻的两个苯环形成高度共轭的二苯砜结构，构成一个非常稳固、刚硬、一体化的体系，使得聚合物能吸收大量热能和辐射能而不会导致主链断裂，热稳定性能优良，抗辐射性能也很突出。因而，本发明提供的含砜基的聚氨酯具有较优的耐热性能和机械性能。

技术领域

本发明涉及聚合物合成技术领域，尤其涉及一种含砜基的聚氨酯、其制备方法及应用。

背景技术

聚氨酯(Polyurethane)作为一种具有高强度、抗撕裂、耐磨等特性的高分子材料，在日常生活、工农业生产、医学等领域具有广泛应用，可用于航空、铁路、建筑、体育等方面，也可用于制造塑料制品、耐磨合成橡胶制品、合成纤维、硬质和软质泡沫塑料制品、胶粘剂和涂料等；聚氨酯分子链中含有较多氨基甲酸酯基团(-NHCOO-)，是软段和硬段相间的多嵌段共聚物。由于软硬段的热力学不相容性以及软硬段各自聚集形成微区产生了微相分离，因此软、硬段的结构和组成会对聚氨酯的性能，尤其是热性能和力学性能产生较大的影响。而扩链剂作为硬段的一部分，对聚氨酯的形态结构及性能等也有着重要的影响。

聚氨酯具有软硬度可调节性好以及低温、柔韧性好等优点。但是现有的聚氨酯往往在使用过程中会出现耐热性差，机械性能不好等缺陷，现有的技术会使用一些添加剂进行辅助，但是添加剂往往合成工艺复杂、粒子附着力不强容易脱落，生产成本较高，不适用于工业化生产。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种含砜基的聚氨酯、其制备方法及应用，所述含砜基的聚氨酯具有较优的耐热性能和机械性能。

本发明提供了一种含砜基的聚氨酯，具有式(I)所示结构：

其中，R具有式(Ⅱ)所示结构：

其中，m＜1，n≤1，m+n＝1，13≤p≤14。

优选的，m＝0、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8或0.9；n＝0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9或1；p＝13或14。

本发明还提供了一种含砜基的聚氨酯的制备方法，包括以下步骤：

将具有式(Ⅲ)所示结构的聚氨酯预聚体与混合多元醇进行扩链反应，得到具有式(I)所示结构；所述混合多元醇为1,4-丁二醇和双[(4-羟基丙氧基)苯基]砜，或所述混合多元醇为双[(4-羟基丙氧基)苯基]砜；

其中，R具有式(Ⅱ)所示结构：

其中，m＜1，n≤1，m+n＝1，13≤p≤14。

优选的，所述具有式(Ⅲ)所示结构的聚氨酯预聚体按照以下方法进行制备：

在保护气的条件下，4,4-二苯基甲烷二异氰酸酯与聚四氢呋喃醚二元醇在甲苯中进行预聚反应，得到具有式(Ⅲ)所示结构的聚氨酯预聚体。

优选的，4,4-二苯基甲烷二异氰酸酯在进行预聚反应之前，还需要进行脱水；

所述预聚反应的温度为75～85℃，时间为3～5h。

优选的，所述4,4-二苯基甲烷二异氰酸酯和聚四氢呋喃醚二元醇的质量比为2.5～3.6：5；