[发明专利]一种多功能多重防护材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种多功能多重防护材料及其制备方法，主要通过向聚氨酯中引入二肟，从而获得丁二酮肟氨酯基团。该基团所具有的可逆动态裂解、金属配位和光解反应可赋予该材料强韧、力学梯度、室温自发自修复、荧光防伪四种性能，大幅提高了材料的综合防护性能和应用范围，且制备该材料的所有原料价格低廉易得，具有巨大应用前景。

技术领域

本发明属于高分子材料领域，特别涉及一种多功能多重防护材料及其制备方法。

背景技术

材料在使用过程中，时常受到外力拉伸/压缩、摩擦、刮擦或穿刺等机械伤害，这会严重影响其使用寿命，甚至散失功能，带有严重的安全隐患。此外，大量假冒伪劣的次品也经常给大众带来严重的品牌担忧、经济损失和健康风险。

制备多功能防护材料是解决这些问题的有效方法：增强材料力学性能、赋予材料力学梯度有利于提高材料抵御外界机械伤害的能力；在材料收到外界损伤，出现裂纹甚至完全破裂后，室温自发自修复性能能够修复材料损伤，恢复材料的力学性能和承载的功能；赋予材料荧光防伪标签有利于保护品牌，减少经济损失，降低公众健康风险。由于这些防护性能通常由不同化学结构设计而实现，因此目前所报道的防护材料的防护性能比较单一，只有少数材料仅仅同时实现了以上性能中的两种-强韧和自修复，很大程度上限制了材料的综合防护性能和应用范围。因此制备具有强韧、力学梯度、室温自发自修复、荧光防伪性能的多重防护材料具有重要意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种多功能多重防护材料及其制备方法，该材料主要通过向聚氨酯中引入二肟，从而获得丁二酮肟氨酯基团。该基团所具有的可逆动态裂解、金属配位和光解反应可赋予该材料强韧、力学梯度、室温自发自修复、荧光防伪四种性能(图1)。

本发明提供了一种多功能多重防护材料，按质量份数，包括如下原料：

二肟：1-30份；

聚酯多元醇：0-100份；

聚醚多元醇：0-100份；

多异氰酸酯：20-100份；

金属盐：0-5份；

荧光染料：0-0.5份；

溶剂：20-600份；

其中，聚酯多元醇和聚醚多元醇不同时为0。

所述二肟(分子结构含两个C＝N-OH基团的化合物)为丁二酮肟、丙酮醛二肟、糠偶酰二肟、1,4-苯醌二肟、1,2-环已二酮二肟、2,4-戊烷二酮二肟、二氢苊酮二肟、二氯乙二肟、二联苯乙二醛肟中的一种或几种。

所述聚酯多元醇为聚己内酯二醇、聚己二酸乙二醇酯二醇、聚己二酸丁二醇酯二醇、聚己二酸丙二醇酯二醇、聚己二酸己二醇酯二醇、聚邻苯二甲酸丁醇酯二醇中的一种或几种；重均分子量为500-8000。

所述聚醚多元醇为聚四氢呋喃醚二醇、聚丙二醇、聚乙二醇中的一种或几种；重均分子量为500-8000。

所述多异氰酸酯为二苯基甲烷二异氰酸酯、甲苯二异氰酸、六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯中的一种或几种。

所述金属盐为铜、锌、铁、钴、镍、钛、铬或锰的盐酸盐、硫酸盐、溴化盐、醋酸盐、硝酸盐、柠檬酸盐、甲磺酸盐、乙酰丙铜酸盐、氟硼酸盐、二氟化盐、碱式碳酸盐、硫化盐、硫氰酸盐、碘化盐、磷酸盐、草酸盐、硬脂酸盐、四水甲酸盐、氰化盐、二乙基己酸盐、乙基乙酰乙酸盐、六水合硫酸铵盐、高氯酸盐、乙二胺四乙酸钠盐、丙烯酸盐或甲基丙烯酸盐中的一种或几种。

所述荧光染料为与氨基反应的荧光染料，比如荧光胺、异硫氰酸荧光素。

所述溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、四氢呋喃、1,4-二氧六环、丙酮、丁酮、甲苯中的一种或几种。