[发明专利]一种热塑性聚氨酯弹性体及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种热塑性聚氨酯弹性体，其特征在于，结构式如式(I)所示：

式(I)中，X为低聚物二元醇残基，具体为聚酯二元醇残基或聚醚二元醇残基，Y为二异氰酸酯残基，m为1～8的整数，n为1～10的整数，p为1～30的整数。

2.一种根据权利要求1所述的热塑性聚氨酯弹性体的制备方法，包括：

(1)将低聚物二元醇和二异氰酸酯作为反应物与催化剂以及有机溶剂A、B混合，发生氨酯化反应后得到分子链两端为异氰酸根-NCO封端的预聚物C；

所述的低聚物二元醇为聚酯二元醇或聚醚二元醇；

所述的二异氰酸酯包括1,3-苯二异氰酸酯、对苯二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯和异佛尔酮二异氰酸酯中的至少一种；

所述的有机溶剂A包括四氢呋喃、N,N-二甲基甲酰胺和N,N-二甲基乙酰胺中的至少一种；

所述的有机溶剂B包括1,2-二氯乙烷、1,1,2,2-四氯乙烷和二甲基亚砜中的至少一种；

所述的催化剂为叔胺或有机锡；

(2)将均苯四甲酸酐与乙醇胺在室温下于有机溶剂A中反应8～12h，生成酰胺酸溶液；再加入共沸剂，升温至165～175℃，冷凝回流5～8h，分离生成的水；将产物溶液在去离子水中沉降后过滤，干燥得到两端由羟基封端的含酰亚胺环结构的扩链剂D；

(3)测定预聚物C中的-NCO基团的含量，并加入溶解在有机溶剂B中的扩链剂D，所述的扩链剂D的羟基与预聚物C中的-NCO基团的摩尔比为1.15～2.05:1，升温至70～90℃，反应4～12h，得到两端由羟基封端的预聚物E；

(4)测定预聚物E中的-OH基团的含量，并加入溶解在有机溶剂A中的1,5-萘二异氰酸酯，所述的预聚物E与1,5-萘二异氰酸酯的摩尔比为1.01～1.03:1，保持反应温度为70～90℃，反应2～8h；

(5)将步骤(4)得到的产物溶液倒入甲醇中沉降，搅拌去除杂质和相容性较差的溶剂，过滤得到聚氨酯粗产物；

(6)将聚氨酯粗产物置于去离子水中沉降，重复挤压去除聚氨酯粗产物中残留的有机溶剂和小分子杂质，过滤得到纯化的聚氨酯产物；

(7)将纯化的聚氨酯产物依次进行鼓风干燥和真空干燥，得到所述的热塑性聚氨酯弹性体。

3.根据权利要求2所述的热塑性聚氨酯弹性体的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述的二异氰酸酯与低聚物二元醇的摩尔比为1.15～2.05:1。

4.根据权利要求2或3所述的热塑性聚氨酯弹性体的制备方法，其特征在于，所述的聚酯二元醇包括聚山梨醇酯二醇、聚异山梨醇酯二醇、聚乳酸酯二醇和聚乙醇酸酯二醇中的至少一种；

所述的聚醚二元醇包括聚乙二醇、聚丙二醇和聚四氢呋喃醚二醇中的至少一种。

5.根据权利要求2所述的热塑性聚氨酯弹性体的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述的有机溶剂A与所述反应物的质量比为1.5～7:1。

6.根据权利要求2所述的热塑性聚氨酯弹性体的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述的有机溶剂B与所述反应物的质量比为1～5:1。

7.根据权利要求2所述的热塑性聚氨酯弹性体的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述的氨酯化反应的反应温度为45～65℃，反应时间为0.5～12h，反应环境为无水无氧。

8.根据权利要求2所述的热塑性聚氨酯弹性体的制备方法，其特征在于，步骤(5)中，所述的甲醇和步骤(4)得到的产物溶液的体积比为10～20:1。

9.根据权利要求2所述的热塑性聚氨酯弹性体的制备方法，其特征在于，步骤(6)中，所述的去离子水和聚氨酯粗产物的体积比为15～30:1。

10.一种根据权利要求1所述的热塑性聚氨酯弹性体在薄膜材料领域的应用。