[发明专利]一种自修复聚氨酯-聚丙烯酸树脂及制备方法

说明书

本发明公开一种自修复聚氨酯‑聚丙烯酸树脂及制备方法，首先合成含双硫键和酰腙键聚氨酯预聚体，利用羟基丙烯酸封端制得带有双键聚氨酯预聚体，再与丙烯酸酯类进行自由基共聚合，得到自修复聚氨酯‑聚丙烯酸树脂；本发明利用双硫键和酰腙键的可逆反应的化学键以及聚氨酯‑聚丙烯酸自身的氢键作用实现损伤的修复，具有自我修复力强，自行愈合裂缝和有破损的涂层，并且可以无限次进行。

技术领域

本发明涉及自修复高分子技术领域，具体涉及一种自修复聚氨酯-聚丙烯酸树脂及制备方法。

背景技术

聚氨酯因其软硬段可调节范围广，具有良好的耐油、溶剂、腐蚀、溶剂性能以及减震抗冲等性能等优点，己被广泛地应用于工业和日常生活的各个领域。聚氨酯长期的使用过程中，因摩擦、碰撞和弯曲造成的机械损伤，容易产生微裂纹等微损伤和宏观损伤，会破坏材料美观、影响材料性能，最终缩短材料使用寿命。

聚丙烯酸酯材料具有耐候、耐水性、耐污染、耐酸、耐碱、透明性好等性能，且生产成本较低，但是也存在着低温易变脆、高温变黏、耐溶剂性差、抗拉伸性能不佳等缺点。

聚氨酯-聚丙烯酸树脂具有聚氨酯和聚丙烯酸酯材料的诸多优点，但仍容易产生微裂纹等微损伤和宏观损伤，从而影响材料性能。

鉴于上述缺陷，本发明创作者经过长时间的研究和实践终于获得了本发明。

发明内容

为解决上述技术缺陷，本发明采用的技术方案在于，提供一种自修复聚氨酯-聚丙烯酸树脂的制备方法，原料以质量份计，包括步骤：

S1，将60～120份聚合物多元醇加热至100℃～130℃，真空脱水1h～2h；

S2，对步骤S1中所得溶液进行氮气保护，并降温至60℃～90℃，加入30～60份多异氰酸酯和0.01～0.03份催化剂，反应1h～3h，加入30～60份的有机溶剂调节黏度；

S3，向步骤S2中所得溶液加入10～15份双硫键化合物和10～15份酰腙键化合物，40℃～90℃下反应1h～3h；

S4，向步骤S3中所得溶液加入0.5～1.0份封端剂，80℃～90℃下反应1h～4h；

S5，向步骤S4中所得溶液加入40～70份丙烯酸类单体，分批加入引发剂，每次间隔10min～20min，待加入总量为0.01～0.02份的所述引发剂滴加完毕后，在70℃～80℃反应5h～6h。

S6，将步骤S5中所得溶液真空度脱溶剂制得自修复聚氨酯-聚丙烯酸树脂。

较佳的，所述聚合物多元醇为聚醚多元醇、聚酯多元醇中一种或两种。

较佳的，所述多异氰酸酯为芳香族多异氰酸酯、脂肪族多异氰酸酯、脂环族多异氰酸酯中的一种。

较佳的，所述双硫键化合物为4，4′-二氨基二苯硫醚、3，3′-二羟基二苯二硫醚、4，4′-二羟基二苯硫醚、2-氨基二苯硫醚、2，2′-二硫二乙醇、二羟乙基二乙基二硫化秋兰姆中的一种或两种；所述酰腙键化合物为醌肟腙和氟吡草腙一种或两种。

较佳的，所述催化剂为有机锡类、叔胺类中的一种或两种。

较佳的，所述有机溶剂为丙酮、丁酮、甲乙酮、二氧六环、N，N-二甲基酰胺、N-甲基吡咯烷酮、乙酸乙酯中的一种或两种以上的混合物。

较佳的，所述封端剂为丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯中的一种或两种以上的混合物。

较佳的，所述丙烯酸类单体为丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸辛酯、甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯中的一种或两种以上的混合物。

较佳的，所述引发剂为偶氮二异丁腈、过氧化苯甲酰、过氧化苯乙酰中的一种或两种以上的混合物。