[发明专利]一种高性能聚氨酯的制备方法和应用

权利要求书

1.一种高性能聚氨酯的制备方法，包括：

将二异氰酸酯、多元醇和催化剂进行聚合反应，得到预聚体；

将所述预聚体与扩链剂进行扩链反应，得到高性能聚氨酯；

所述扩链剂的制备方法包括：

将式I结构化合物和两性离子单体进行反应，得到扩链剂；

式I中，R₁选自-CH₂-，-CH₂CH₂-或-CH₂NH-；

R₂选自-H，C₁～C₂₀亚烷基，C₁～C₂₀含氟烷基，C₁～C₂₀含硅烷基，苯基或苄基；

R₃和R₅独立的选自C₂～C₆亚烷基；

R₄和R₆独立的选自-OH或-NH₂。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述扩链反应完成后还包括：

将得到的反应产物和封端剂进行封端反应，得到高性能聚氨酯；

所述封端剂的制备方法包括：

将式II结构化合物和两性离子单体进行反应，得到封端剂；

式II中，R₁和R₁’独立的选自-CH₂-，-CH₂CH₂-或-CH₂NH-；

R₂和R₂’独立的选自-H，C₁～C₂₀亚烷基，C₁～C₂₀含氟烷基，C₁～C₂₀含硅烷基，苯基或苄基；

R₃选自C₂～C₆亚烷基；

R₄选自-OH或-NH₂。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述两性离子单体选自1,3-丙磺酸内酯，1,4-丁磺酸内酯，丙烯酸，γ-丁内酯，δ-戊内酯或2-氯-2-氧-1,3,2-二氧磷杂环戊烷中的一种或几种。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述聚合反应的温度为40～110℃，压强为0.05～2MPa；

所述扩链反应的温度为40～110℃，压强为0.05～2MPa；

所述封端反应的温度为40～110℃，压强为0.05～2MPa。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述异氰酸酯与多元醇的摩尔比为1：(0.1～0.9)。

6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述扩链剂和封端剂的摩尔比为1：(0～10)；

所述预聚体中NCO的摩尔数与扩链剂和封端剂中OH和NH₂总的摩尔数的比值为1：(0.8～1.2)。

7.一种人工半月板的制备方法，包括：

将高性能聚氨酯进行3D打印，得到人工半月板；

所述高性能聚氨酯为权利要求1所述的方法制备得到的高性能聚氨酯。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述3D打印包括：

将所述高性能聚氨酯和高分子材料进行3D打印；

所述高分子材料选自聚氨酯、聚乳酸、聚醚醚酮、聚己内酯、ABS树脂或聚烯烃中一种或多种。