[发明专利]高分子量线型聚氨酯丙烯酸酯预聚物、介电弹性体及制备

权利要求书

1.一种聚氨酯丙烯酸酯预聚物的制备方法，其特征在于，所述制备方法为：先将二异氰酸酯、多元醇和有机溶剂1搅拌共混反应制得软硬段交替的聚氨酯预聚物，然后将聚氨酯预聚物溶于有机溶剂2中并加入丙烯酸类封端剂制得聚氨酯丙烯酸酯预聚物；其中，二异氰酸酯与多元醇的摩尔比为：1.1～2.0；所述有机溶剂1为弱极性的溶剂，所述有机溶剂2为弱极性或强极性溶剂。

2.根据权利要求1所述的一种聚氨酯丙烯酸酯预聚物的制备方法，其特征在于，所述有机溶剂1选自：丙酮、四氢呋喃、甲苯或二甲苯；

进一步，所述有机溶剂2选自：丙酮、四氢呋喃、甲苯、二甲苯、N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺或二甲基亚砜。

3.根据权利要求1或2所述的一种聚氨酯丙烯酸酯预聚物的制备方法，其特征在于，所述丙烯酸类封端剂选自：丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、二甲基丙烯酸甘油酯或季戊四醇三丙烯酸酯中的一种；

进一步，所述二异氰酸酯选自：对苯二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、异氟尔酮二异氰酸酯或4，4’-二异氰酸酯二苯甲烷中的一种；

进一步，所述多元醇为：聚乙二醇或聚乙烯醇中的一种。

4.根据权利要求1～3任一项所述的一种聚氨酯丙烯酸酯预聚物的制备方法，其特征在于，所述聚氨酯预聚物的制备方法为：先将二异氰酸酯和多元醇分散在有机溶剂1中，搅拌共混反应生成聚氨酯预聚物；反应温度控制在室温～100℃，搅拌速率控制在60～360rpm，反应时间控制在2～6小时；

进一步，所述将聚氨酯预聚物溶于有机溶剂2中并加入丙烯酸类封端剂制得聚氨酯丙烯酸酯预聚物的方法为：将所得聚氨酯预聚物从有机溶剂1中分离提纯，然后溶解于有机溶剂2中，并加入丙烯酸类封端剂搅拌反应进行封端，制得聚氨酯丙烯酸酯预聚物；其中，反应温度控制在40℃～100℃，搅拌速率控制在60～360rpm，反应时间控制在2～6小时。

5.一种聚氨酯丙烯酸酯预聚物，其特征在于，所述聚氨酯丙烯酸酯预聚物采用权利要求1～4任一项所述的方法制得；

进一步，所述聚氨酯丙烯酸酯预聚物的数均分子量为7000～25000g/mol；优选为14000～25000g/mol；

进一步，所述聚氨酯丙烯酸酯预聚物为线型非支化和非交联型预聚物。

6.聚氨酯丙烯酸酯预聚物在制备介电弹性体材料、光敏材料、自修复材料或传感材料中的应用，所述聚氨酯丙烯酸酯预聚物为采用权利要求1～4任一项所述的方法制得的预聚物；或为权利要求5所述的预聚物。

7.一种介电弹性体材料，其特征在于，所述介电弹性体材料的原料包括：聚氨酯丙烯酸酯预聚物、活性稀释剂和光引发剂，其中，各原料的比例为：聚氨酯丙烯酸酯预聚物50～80重量份，活性稀释剂10～30重量份，光引发剂1～10重量份；所述聚氨酯丙烯酸酯预聚物为采用权利要求1～4任一项所述的方法制得的预聚物；或为权利要求5所述的预聚物。

8.根据权利要求7所述的一种介电弹性体材料，其特征在于，所得介电弹性体材料的弹性模量不高于1.2MPa；

进一步，所得介电弹性体材料在频率为10³Hz下的介电常数(ε)不低于10。

9.根据权利要求7或8所述的一种介电弹性体材料，其特征在于，所述稀释剂选自：1,6-己二醇二丙烯酸酯、二乙二醇二甲基丙烯酸酯、1,6-己二醇二甲基丙烯酸酯、三缩四乙二醇二甲基丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸、聚乙二醇二丙烯酸酯400或聚乙二醇二丙烯酸酯600中的至少一种；

进一步，所述光引发剂选自：2，4，6-三甲基甲酰二苯氧磷、2-二甲氨基-2-苄基-1-(4-哌啶苯基)-1-丁酮、1-羟基环已基苯基甲酮、4,4-双(二乙氧基)苯甲酮、2-甲基-2(4-吗啉基)-1-[4-(甲硫基)苯基]-1-丙酮或2-异丙基硫杂蒽酮中的至少一种。

10.权利要求7～9任一项所述介电弹性体材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法为：先将聚氨酯丙烯酸酯预聚物、活性稀释剂、光引发剂和极性或弱极性有机溶剂3搅拌共混均匀制得光敏聚氨酯丙烯酸酯浆料；然后将所得浆料通过光固化成型得介电弹性体材料；

进一步，所述光敏聚氨酯丙烯酸酯浆料的制备方法为：先将光引发剂加入到有机溶剂3中，然后在室温下超声波震动均匀，将光引发剂溶解至透明；再加入活性稀释剂，经10～30min超声波震荡均匀，得到混合物A；然后将聚氨酯丙烯酸酯预聚物溶解在有机溶剂3中，经20～40min的超声波震荡均匀，得到混合物B；最后将混合物A与混合物B混合均匀，之后在水浴中超声震荡处理30～60min，制得光敏聚氨酯丙烯酸酯浆料；

进一步，所述有机溶剂3选自：丙酮、四氢呋喃、甲苯、二甲苯、N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺或二甲基亚砜；

进一步，所述将所得浆料通过光固化成型得介电弹性体材料的方法为：将所得光敏聚氨酯丙烯酸酯浆料通过刮涂、浇涂、模板浇筑或旋涂的方式铺展成浆料涂层，然后通过照射波长为330～405nm的紫外光固化0.5～30min制得介电弹性体材料；

进一步，所得介电弹性体材料为淡黄色透明薄膜，厚度为50～1000μm。