[发明专利]一种透明高强度高韧性室温自修复热塑性聚氨酯脲弹性体及制备方法

权利要求书

1.一种透明高强度高韧性室温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、4,4’-二氨基二苯二硫醚、2,6-吡啶二甲醇、聚醚二元醇，化学结构式如下：

2.如权利要求1所述的透明高强度高韧性室温自修复热塑性聚氨酯脲弹性体，其特征在于，化学结构式中R1为甲苯二异氰酸酯(TDI)、二苯基甲烷-4-4’-二异氰酸酯(MDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)主链中的一种。

3.如权利要求1所述的透明高强度高韧性室温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、聚氧化乙烯二醇、聚四亚甲基醚二醇、聚己内酯二醇中的一种，分子量400～4000g/mol。

4.如权利要求1所述的透明高强度高韧性室温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。

5.如权利要求1～4所述的透明高强度高韧性室温自修复热塑性聚氨酯脲弹性体，其特征在于，采用金属化合物中的多价金属离子与2,6-吡啶二甲醇中的吡啶环进行配位，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。

6.如权利要求1～5所述的透明高强度高韧性室温自修复热塑性聚氨酯脲弹性体，其特征在于，拉伸强度至少为8 MPa、韧性至少为45 MJ/m³。

7.如权利要求1～6所述的透明高强度高韧性室温自修复热塑性聚氨酯脲弹性体，其特征在于，伸长率修复率至少为90％，修复温度为25℃，修复时间为6小时。

8.如权利要求1～7所述的透明高强度高韧性室温自修复热塑性聚氨酯脲弹性体，其特征在于，透光率至少为95％。

9.如权利要求1所述的透明高强度高韧性室温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，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-吡啶二甲醇和步骤(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4,4’-二氨基二苯二硫醚继续反应1～4小时进行二次扩链，投入定量乙醇消耗残余异氰酸酯基，投入金属化合物继续搅拌0.5～1小时进行配位，除去稀释剂、造粒得到透明高强度高韧性室温自修复热塑性聚氨酯脲弹性体。

10.如权利要求9所述的透明高强度高韧性室温自修复热塑性聚氨酯脲弹性体合成步骤，其特征在于，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。

11.如权利要求9所述的透明高强度高韧性室温自修复热塑性聚氨酯脲弹性体合成步骤，其特征在于，步骤(2)中反应温度控制在70～80℃之间。

12.如权利要求9所述的透明高强度高韧性室温自修复热塑性聚氨酯脲弹性体合成步骤，其特征在于，步骤(1)中聚醚二元醇为聚氧化丙烯醚二醇、聚氧化乙烯二醇、聚四亚甲基醚二醇、聚己内酯二醇的一种，数均分子量400～4000g/mol。

13.如权利要求9所述的透明高强度高韧性室温自修复热塑性聚氨酯脲弹性体合成步骤，其特征在于，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)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)的一种。