[发明专利]一种液晶聚氨酯材料及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种液晶聚氨酯材料及其制备方法和应用，属于功能材料技术领域。本发明中液晶聚氨酯材料的制备原料包括4,4'‑亚甲基双(异氰酸苯酯)、含羟基液晶单体、扩链剂、羟基封端聚醚低聚物和极性溶剂。在本发明中，含羟基液晶单体具有良好的自润滑特性，将含羟基液晶单体引入聚氨酯材料中，利用含羟基液晶单体的自润滑性能，可以实现对所得液晶聚氨酯材料摩擦系数的调控，同时使所述液晶聚氨酯材料具有较好的力学性能，使机械零件的寿命和可靠性得到提升。

技术领域

本发明涉及功能材料技术领域，尤其涉及一种液晶聚氨酯材料及其制备方法和应用。

背景技术

摩擦是一种不可避免的自然现象，其有积极的一面也有消极的一面。如针对工程部件而言，高的摩擦系数势必会影响其使用寿命，严重的会涉及安全问题。据统计，全球约有1/3～1/2的能源损耗在摩擦上，摩擦导致的磨损是造成机器零件失效的最主要原因。因此，降低摩擦系数、提高抗磨性能，能够有效节约能源、延长机械零件寿命。润滑是降低摩擦系数、提高抗磨性能的重要手段。传统的润滑方式是采用油或水润滑，虽然能降低摩擦系数，但对油以及水的资源浪费问题也日益加剧，无法适应现在绿色和环保的发展趋势。

发明内容

本发明的目的在于提供一种液晶聚氨酯材料及其制备方法和应用，本发明将含羟基液晶单体引入聚氨酯材料中，所得液晶聚氨酯材料具有较好的润滑特性以及力学性能，能够作为润滑材料使用，避免了传统润滑方式采用油或水存在的资源浪费问题。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种液晶聚氨酯材料，制备原料包括4,4'-亚甲基双(异氰酸苯酯)、含羟基液晶单体、扩链剂、羟基封端聚醚低聚物和极性溶剂，所述4,4'-亚甲基双(异氰酸苯酯)、含羟基液晶单体、扩链剂和羟基封端聚醚低聚物的摩尔比为8：(1～5)：(1～5)：2；且所述液晶单体的物质的量低于4,4'-亚甲基双(异氰酸苯酯)、含羟基液晶单体、扩链剂和羟基封端聚醚低聚物的总物质的量的25％。

优选地，所述含羟基液晶单体为联苯型液晶单体。

优选地，所述联苯型液晶单体具有式I所示结构：

优选地，所述扩链剂包括三羟甲基丙烷、可膨胀石墨、乙二胺、1,4-环己烷二甲醇、己二醇或1,4-丁二醇。

优选地，所述羟基封端聚醚低聚物的数均分子量为1000～3000。

优选地，所述极性溶剂包括N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、甲苯或四氢呋喃。

本发明提供了上述技术方案所述液晶聚氨酯材料的制备方法，包括以下步骤：

将4,4'-亚甲基双(异氰酸苯酯)、含羟基液晶单体、扩链剂、羟基封端聚醚低聚物与极性溶剂混合，进行聚合反应，得到聚合产物体系；

将所述聚合产物体系依次进行固化和熟化，得到液晶聚氨酯材料。

优选地，所述聚合反应的温度为70～90℃，时间为4～8h。

优选地，所述固化的温度为80～120℃，时间为6～18h；所述熟化的温度为80～100℃，时间为18～36h。

本发明提供了上述技术方案所述液晶聚氨酯材料或上述技术方案所述制备方法制备得到的液晶聚氨酯材料作为润滑材料的应用。