[发明专利]一种超支化水性聚氨酯固-固相变材料及其制备方法

说明书

一种超支化水性聚氨酯固‑固相变材料的制备方法，包括：按照质量百分比分别称取如下原料：聚乙二醇、多异氰酸酯、亲水扩链剂、三元醇、中和剂、水；将称取的多异氰酸酯添加到聚乙二醇中，经搅拌后得到‑NCO封端的预聚体；将称取的亲水扩链剂添加到‑NCO封端的预聚体中，经搅拌后得到亲水扩链混合物料；将称取的三元醇添加到亲水扩链混合物料中，经搅拌后得到超支化结构混合物料；将称取的中和剂添加到超支化结构混合物料经搅拌得到中和后的超支化结构混合物；将称取的水添加到中和后的超支化结构混合物中，经搅拌均匀后得到超支化水性聚氨酯固‑固相变材料。本发明的制备方法能得到调温性能良好的超支化水性聚氨酯固‑固相变材料。

技术领域

本发明属于材料制备方法技术领域，具体涉及一种超支化水性聚氨酯固-固相变材料的制备方法。

背景技术

相变材料是指在发生物相转化过程中吸收或释放相变热，从而储存能量和调节控制环境温度的物质。相变材料按相态可分为固-液、固-固、固-气、液-气4种。目前，国内外对相变材料的研究主要集中于固-液和固-固两种相变材料。然而，固-液相变材料在熔融温度以上存在易泄漏、体积变化大等缺点，应用上受到极大限制。与固-液相变材料相比，聚氨酯固-固相变材料有其自身的优势：1）当相变材料处于熔融温度以上体积变化小且不易泄漏，使用过程安全；2）可实现相变材料的相变焓和相变温度范围调节；3）聚氨酯材料本身具有优异的加工性能，利用其可以制备出各种各样的聚氨酯固-固相变材料。因此，在建筑、纺织、太阳能储能等等领域具有重要的应用前景。

目前，聚氨酯固-固相变材料的制备主要存在结合相变单元少的问题。为了解决这一问题，寻找相变焓高的聚氨酯固-固相变材料制备方法成为研究重点。

发明内容

超支化聚氨酯分子表面有很高的官能度，富集了大量的活性端基，可以结合更多的相变单元。由于支化程度高，超支化水性聚氨酯固-固相变材料粘度低、无链缠绕、不易结晶，因而溶解性、相容性大大提高，而且其分子结构比同分子量的线型大分子紧凑(较低的流体力学半径和均方回转半径)，分子链间难以发生缠结，即使在相对分子量增加或浓度增高时，体系仍能保持较低的粘度。故采用双单体法制备的超支化水性聚氨酯固-固相变可以有效解决体系中粘度过大、结合相变单元少的问题。

本发明的目的在于提供一种制备超支化水性聚氨酯固-固相变材料的方法，采用双单体法，以聚乙二醇为相变材料与多异氰酸酯合成-NCO封端的预聚体，与三元醇反应制备超支化水性聚氨酯固-固相变材料，由于异氰酸酯基团的活性较高，交联程度过高，所以在以往的交联反应过程中极易产生凝胶，所以我们通过采用将B3单体溶于试剂中缓慢加入体系，可有效地避免体系凝胶，所制备的超支化水性聚氨酯固-固相变材料具有良好的贮存稳定性和调温性。应用于织物整理中，可赋予织物良好的储热调温性能。

本发明所采用的技术方案是，利用双单体法制备超支化水性聚氨酯固-固相变材料，具体按照以下步骤实施：

步骤1、按照质量计分别称取如下原料：

聚乙二醇50份~70份，多异氰酸酯5份~12份，亲水扩链剂2份~5份，三元醇1份~8份，中和剂2份~5份，水30份~70份。以上组分的含量总和为100份。

步骤2、将步骤1中称取的多异氰酸酯添加到聚乙二醇中，经搅拌后得到-NCO封端的预聚体；

步骤3、步骤1中称取的亲水扩链剂添加到经步骤2得到的-NCO封端的预聚体中，经搅拌后得到亲水扩链混合物料；

步骤4、将步骤1中称取的三元醇添加到经步骤3得到的亲水扩链混合物料中，经搅拌后得到超支化结构混合物料；

步骤5、将步骤1中称取的中和剂添加到经步骤4得到的超支化结构混合物料，经搅拌后得到中和后的超支化结构混合物；

步骤6、将步骤1中称取的水添加到经步骤5得到的中和后的超支化结构混合物中，经搅拌后得到超支化水性聚氨酯固-固相变材料。