[发明专利]一种含咔唑基的聚氨酯及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种聚氨酯及其制备方法。

背景技术

咔唑是一个著名的空穴传输和电致发光单元。由于它们优异的光电性能如光电导、电致发光、光致变色材料，因此在聚合物的主链或侧链引入咔唑基团受到了很大的关注。在电致变色中，咔唑衍生物是常用的材料空穴传输材料和发光层。此外，从结构上看咔唑具有不同二苯胺的平面结构，同时在9取代位的多链烷基也能增加其溶解性，因此它可以进一步提高三苯胺的共轭性能和电子传输性能。

聚氨酯独特的微相分离结构使其具有良好的弹性和力学强度，并且由于其具有绝热、隔音、耐磨、耐油、耐晒等特性，被广泛应用于人工合成革、软硬泡沫塑料、纤维(尤其是弹性纤维)、粘接剂、涂料、防水材料、铺装材料、弹性体等领域。但是现有的聚氨酯仍然存在溶解性低，难以成膜加工，光电变色响应灵敏度低、热稳定性差的问题，有待进一步研究提高。

发明内容

本发明的目的是要解决现有聚氨酯在有机溶剂中溶解度低，可加工性差和光电变色响应灵敏度低的问题，而提供一种含咔唑基的聚氨酯及其制备方法。

一种含咔唑基的聚氨酯的结构式为：其中，所述的Ar为：所述的R为：所述的n的取值范围为1≤n≤100，且n为整数。

一种含咔唑基的聚氨酯的制备方法，具体是按以下步骤完成的：

一、合成单胺单体：

①、在氮气气氛下，将咔唑溶于无水二甲基亚砜中，再加入对氟硝基苯和氢化钠，再在温度为150℃～160℃下加热回流36h～48h，再使用温度为0℃～5℃的蒸馏水沉出生成物A，再使用再用乙腈对生成物A进行重结晶，再在温度为40℃～50℃下干燥10h～12h，得到三苯胺硝基化合物；

步骤一①中所述的咔唑的质量与无水二甲基亚砜的体积比为(0.1g～0.5g):10mL；

步骤一①中所述的咔唑与对氟硝基苯的摩尔比为1:1；

步骤一①中所述的咔唑与氢化钠的质量比为(8～12):1；

②、将三苯胺硝基化合物溶于N,N′-二甲基甲酰胺溶剂中，再加入Pb/C催化剂，再在氢气气氛和压力为8MPa～10MPa、温度为60℃～80℃和搅拌速度为100r/min～300r/min的条件下搅拌反应30～40h，再加入温度为0℃～5℃的蒸馏水沉出生成物B；再使用甲苯对生成物B进行重结晶，再在温度为40℃～50℃下干燥10h～12h，得到单胺单体；

步骤一②中所述的三苯胺硝基化合物的质量与N,N′-二甲基甲酰胺溶剂的体积比为(0.1g～0.5g):10mL；

步骤一②中所述的三苯胺硝基化合物与Pb/C催化剂的质量比为(8～10):1；

二、合成三芳胺单体：

①、氮气氛围下，将单胺单体溶解到无水二甲基亚砜中，再加入对氟硝基苯及氢化钠，再在温度为150℃～160℃下加热回流36h～48h，再使用温度为0℃～5℃的蒸馏水沉出生成物C，再用乙腈对生成物C进行重结晶，再在温度为40℃～50℃下干燥10h～12h，得到三芳胺硝基化合物；

步骤二①中所述的单胺单体的质量与无水二甲基亚砜的体积比为(0.1g～0.5g):10mL；

步骤二①中所述的单胺单体与对氟硝基苯的摩尔比为1:1；

步骤二①中所述的单胺单体与氢化钠的质量比为(8～12):1；

②、将N,N′-二甲基甲酰胺加入到反应釜中，再将三芳胺硝基化合物溶解到N,N′-二甲基甲酰胺中，再加入Pb/C催化剂，再在氢气气氛和压力为8MPa～10MPa、温度为60℃～80℃和搅拌速度为100r/min～300r/min的条件下搅拌反应30～40h，再加入温度为0℃～5℃的蒸馏水沉出生成物D；再使用甲苯对生成物D进行重结晶，再在温度为40℃～50℃下干燥10h～12h，得到三芳胺单体；

步骤二②中所述的三芳胺硝基化合物的质量与N,N′-二甲基甲酰胺的体积比为(0.1g～0.5g):10mL；

步骤二②中所述的三芳胺硝基化合物与Pb/C催化剂的质量比为(8～10):1；

三、合成异氰酸酯单体：

氮气氛围下，将三芳胺单体与三光气溶于无水二氯乙烷中，再在温度为80℃～85℃下加热回流8h～10h，再使用旋转蒸发仪将无水二氯乙烷蒸出，得到异氰酸酯单体；

步骤三中所述的三芳胺单体的质量与无水二氯乙烷的体积比为(0.1g～0.5g):10mL；

步骤三中所述的三芳胺单体与三光气的摩尔比为3:(1～2)；

四、合成含咔唑基的聚氨酯：