[发明专利]一种高强度高韧性自修复热塑性聚氨酯脲弹性体及制备方法

权利要求书

1.一种高强度高韧性自修复热塑性聚氨酯脲弹性体，其特征在于，合成单体包含二异氰酸酯、胱胺、2,6-二氨基吡啶、聚醚二元醇。

2.如权利要求1所述的高强度高韧性自修复热塑性聚氨酯脲弹性体，其特征在于，采用金属化合物提供多价金属离子与2,6-二氨基吡啶单元进行配位，金属化合物为氯化锌、硫酸锌、三氟甲磺酸锌、氯化铁、硫酸铁、三氟甲烷磺酸铕(Ⅲ)、氯化铕(Ⅱ)中的一种。

3.如权利要求1所述的高强度高韧性自修复热塑性聚氨酯脲弹性体，其特征在于，分子主链化学结构式如下：

4.如权利要求3所述的高强度高韧性自修复热塑性聚氨酯脲弹性体，其特征在于，化学结构式中R2为聚氧化丙烯醚二醇、聚四亚甲基醚二醇的一种，分子量400～6000g/mol。

5.如权利要求3所述的高强度高韧性自修复热塑性聚氨酯脲弹性体，其特征在于，化学结构式中0.5≤x/y≤2.0。

6.如权利要求1所述的高强度高韧性自修复热塑性聚氨酯脲弹性体，其特征在于，所述高强度高韧性自修复热塑性聚氨酯脲弹性体的拉伸强度至少为8MPa、韧性至少为40MJ/m³。

7.如权利要求1所述的高强度高韧性自修复热塑性聚氨酯脲弹性体，其特征在于，所述高强度高韧性自修复热塑性聚氨酯脲弹性体的伸长率修复率至少为85％。

8.如权利要求1所述的高强度高韧性自修复热塑性聚氨酯脲弹性体，其特征在于，包括如下合成步骤：

步骤(1)：将定量聚醚二元醇投入反应器中，升温减压除水，按设定配比投入定量二异氰酸酯，在设定温度和氮气保护下反应1～2小时，加入催化剂继续反应1～2小时，得到异氰酸酯基封端的聚氨酯预聚体，氮气保护备用；

步骤(2)：将定量2,6-二氨基吡啶和步骤(1)所得聚氨酯预聚体投入反应器，加入稀释剂，在搅拌条件和设定温度下反应1～4小时进行一次扩链，按设定配比投入封端剂继续反应0.5～2小时，得到封端剂封端的聚氨酯脲预聚体；

步骤(3)：向步骤(2)聚氨酯脲预聚体中投入定量胱胺，补加稀释剂，在搅拌条件和设定温度下反应1～4小时进行二次扩链，按设定配比投入定量金属化合物搅拌0.5～1小时，除去稀释剂、造粒得到高强度高韧性自修复热塑性聚氨酯脲弹性体。

9.如权利要求7所述的高强度高韧性自修复热塑性聚氨酯脲弹性体合成步骤，其特征在于，所述步骤(1)中，减压除水过程温度控制在105～120℃之间，真空度不大于-0.09MPa，反应过程温度控制在70～80℃之间。

10.如权利要求7所述的高强度高韧性自修复热塑性聚氨酯脲弹性体合成步骤，其特征在于，所述步骤(2)和(3)中，反应温度控制在70～80℃之间。

11.如权利要求7所述的高强度高韧性自修复热塑性聚氨酯脲弹性体合成步骤，其特征在于，所述步骤(1)中，聚醚二元醇为聚氧化丙烯醚二醇、聚四亚甲基醚二醇的一种，数均分子量400～6000g/mol。

12.如权利要求7所述的高强度高韧性自修复热塑性聚氨酯脲弹性体合成步骤，其特征在于，所述步骤(1)中，二异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯(TDI)、二苯基甲烷-4-4’-二异氰酸酯(MDI)、1,6-己二异氰酸酯(HDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、二环己基甲烷二异氰酸酯(HMDI)的一种。

13.如权利要求7所述的高强度高韧性自修复热塑性聚氨酯脲弹性体合成步骤，其特征在于，所述步骤(1)中，催化剂为二月桂酸二丁基锡、四甲基丁二胺、三亚乙基二胺、辛酸亚锡中的一种或两种混合物，投入量为活泼氢摩尔量的0.001～0.003％。