[发明专利]一种可降解聚氨酯及其制备方法

说明书

技术领域：

本发明属于高分子材料及合成方法技术领域,涉及一种可降解聚氨酯，本发明还涉及上述可降解聚氨酯的制备方法。

背景技术

聚氨酯是极为重要的一类高分子材料，聚氨酯材料因其独特的结构和优异的性能，被广泛应用于建筑、工业、农业、国防与航空领域。传统意义上的聚氨酯材料降解性能较差，随着聚氨酯材料的广泛应用，其废弃物所带来的“白色污染”给环境及人类活动造成了严重的威胁。

采用常规聚醚及聚酯多元醇制备出的聚氨酯材料具有优良的物理、化学性能，但却存在降解性能差的缺陷。因此，在尽可能保留聚氨酯材料原有优良性能的基础上，改善其降解性能具有非常重要的意义。

目前，相关研究与工作者对可降解聚氨酯进行了一定的研究并给予了报道。其中，公开号为：CN102675855A，发明名称为：利用五氧化二磷的可降解聚氨酯塑料公开了一种可以降解聚氨酯的制备方法，采用的方法是在聚氨酯中添加具有强氧化作用的五氧化二磷，引起聚氨酯活跃的降解；另外，公开号为：CN102977330A，发明名称为：一种可降解聚氨酯材料的制备方法，该方法采用液化生物质与淀粉的共混物为多元醇材料合成聚氨酯，以改善聚氨酯的降解性能。但是，还未见利用二氧化碳和环氧丙烷共聚体-聚碳酸亚丙酯多元醇为降解源制备可降解聚氨酯的相关研究。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可降解聚氨酯，制备出的聚氨酯不仅存储稳定性好、涂膜性能优良，还具有良好的降解性能。

本发明的另一目的在于提供上述可降解聚氨酯的制备方法。

本发明所采用的第一种技术方案是，一种可降解氨酯，按质量百分比由以下原料组成：

聚碳酸亚丙酯多元醇5.30%～38.00%，聚酯二元醇0～31.00%，聚醚二元醇0～15.50%，二异氰酸酯9.20%～13.50%，催化剂0.02%～0.04%，扩链剂1.80%～3.10%，有机溶剂50.00%，以上组分的含量总和为100%。

本发明第一种技术方案的特点还在于：

聚碳酸亚丙酯多元醇是以二氧化碳和环氧丙烷为原料合成的共聚多元醇；

聚酯二元醇为聚己二酸聚酯二元醇或聚己内酯二元醇；

聚醚二元醇为聚丙二醇聚醚二醇或聚四氢呋喃醚二醇；

二异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、4，4‵-二苯基甲烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、1，6-己二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯中的一种；

催化剂为二月桂酸二丁基锡或辛酸亚锡；

扩链剂为非离子扩链剂1,4-丁二醇或乙二醇；

有机溶剂为N甲基吡咯烷酮、异丙醇、N，N-甲基甲酰胺中的一种。

本发明所采用的第二种技术方案是，可降解聚氨酯的制备方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1、称取原料：

按质量百分比分别称取以下原材料：

聚碳酸亚丙酯多元醇5.30%～38.00%，聚酯二元醇0～31.00%，聚醚二元醇0～15.50%，二异氰酸酯9.20%～13.50%，催化剂0.02%～0.04%，扩链剂1.80%～3.10%，有机溶剂50.00%，以上组分的含量总和为100%；

步骤2、利用步骤1中称取的聚碳酸亚丙酯多元醇、聚酯二元醇、聚醚二元醇分别制备出三种前驱体，选择其中的一种前驱体放入反应容器内进行抽真空脱水处理，得到脱水后的前驱体；

步骤3、将步骤1中称取的二异氰酸酯、催化剂与经步骤2得到的任意一种脱水后的前驱体混合，制备出预聚体；

步骤4、将步骤1中称取的有机溶剂、扩链剂与经步骤3得到的预聚体混合，制备得到可降解聚氨酯。

本发明第二种技术方案的特点还在于：

步骤2具体按照以下步骤实施：

步骤2.1、制备出三种前驱体，三种前驱体的制备方法分别为：

直接将步骤1中称取的聚碳酸亚丙酯多元醇作为前驱体A；

将步骤1中称取的聚碳酸亚丙酯多元醇与聚酯二元醇混合在一起，制备出前驱体B；

将步骤1中称取的聚碳酸亚丙酯多元醇与聚醚二元醇混合在一起，制备出前驱体C；

步骤2.2、将经步骤2.1制备出的前驱体A或前驱体B或前驱体C加入到连接有搅拌装置的反应容器内，再将反应容器升温至100℃～120℃，然后对反应容器中的物质进行抽真空脱水处理，抽真空脱水处理的时间为20min～30min；

步骤2.3、经步骤2.2抽真空脱水处理后，将反应容器的温度降温至30℃～50℃，得到脱水后的前驱体A或脱水后的前驱体B或脱水后的前驱体C。