[发明专利]一种亲水的热塑性聚氨酯弹性体及其制备方法

说明书

本发明涉及超支化聚酯和热塑性聚氨酯弹性体的制备领域，尤其涉及一种亲水的热塑性聚氨酯弹性体及其制备方法。其结构通式如式1所示，其中，为乙二醇、聚乙二醇200或1,2‑丙二醇；R为

技术领域：

本发明涉及超支化聚酯和热塑性聚氨酯弹性体的制备领域，尤其涉及一种亲水的热塑性聚氨酯弹性体及其制备方法。

背景技术：

亲水热塑性聚氨酯弹性体(简称WTPU)，主要以带亲水基团的二异氰酸酯或者聚酯/聚醚二元醇为原料通过聚合反应而生成的产物，不仅具有优良的亲水性，而且具有优异的机械性能和耐磨性能，以及良好的韧性、耐油、耐腐蚀性等优点，是种成熟的环保材料，在医疗品、服装、家装、食品包装等领域有广泛应用。然而，为突出热塑性聚氨酯弹性体(简称TPU)的亲水性，研究多体现在单一的引入亲水性聚酯/聚醚二元醇，或者运用静电纺丝和气流纺丝等物理技术，使热塑性聚氨酯表现亲水性，这些技术虽然体现了一定的亲水性，但是存在着亲水性差及不持久等缺点。因此，通过改进TPU分子结构，使其带有更多的亲水基团具有更好更稳定的亲水性，势必能扩大其应用领域，产生巨大的应用价值。

超支化聚酯多元醇是一类合成高分子，不仅具有高度支化、大量的端基官能团、结构有序、单分散性等特点，同时较普通聚酯多元醇有更低的粘度和良好的流动性。超支化聚酯多元醇合成工艺简单，更适合工业生产，在工业、农业、国防、生物医学、环境保护等众多领域具有重要的应用前景。随着地球不可再生资源的匮乏及人们环保意识的加强，以天然可再生资源为原料合成聚合物逐渐受到了人们的重视。作为重要生物质资源，柠檬酸(简称CA)和没食子酸(简称GA)产量充足，其中含有多个羟基和羧基亲水基团，又是抗菌材料，因而是构筑多亲水基团抗菌超支化聚酯多元醇的理想材料。

因此，发明一种具有大量末端亲水基团、结构稳定并具有一定抗菌性能的超支化聚酯多元醇来制备优良亲水性的TPU将具有良好的应用前景。

发明内容：

本发明正是针对上述问题，提供了一种亲水的热塑性聚氨酯弹性体及其制备方法。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案，其结构通式如下所示，

其中，为乙二醇、聚乙二醇200或1,2-丙二醇；

R为

具体的制备方法如下，

1、超支化聚酯多元醇的制备

将10～30重量份的柠檬酸和5～40重量份的二元醇放入三颈圆底烧瓶中，加热到100～150℃，通入氮气保护，搅拌1～2h；再加入30～100重量份的没食子酸，在120～150℃下搅拌0.5～2h，加入0.2～1重量份催化剂，继续搅拌0.5～2h，期间每间隔0.5h对反应体系抽真空约5min，以除去小分子副产物，直至反应体系重量无明显变化后，停止反应，得到所述可持续超支化聚酯，结构式如式2所示，

其中，为乙二醇、聚乙二醇200或1,2-丙二醇，

2、亲水的热塑性聚氨酯弹性体的制备

先将30～60重量份的二异氰酸酯和15～30重量份的小分子扩链剂分别在50～70℃下真空除水1～2h；接着将30～60重量份步骤1制备所得的超支化聚酯多元醇加入装有搅拌装置的三口烧瓶中，加热至100～130℃抽真空脱水0.5～2h，降温至80～100℃，加入熔融且除水后的二异氰酸酯搅拌1～2h，继续加入除水后的小分子扩链剂，在70～100℃搅拌1～2h后，将产物迅速倒入聚四氟乙烯模具中，用辊压棒均匀辊压后，在真空烘箱70～80℃下熟化5～7d后脱模，得到所述亲水的热塑性聚氨酯弹性体。

步骤1中的二元醇为乙二醇、1,2-丙二醇、二乙二醇乙醚、聚四氢呋喃二醇、聚乙二醇200、聚乙二醇600和聚丙二醇中的一种以上。