[发明专利]基于聚硅氧烷-聚乙二醇的两亲聚氨酯弹性体及其制备方法

说明书

本发明公开了基于聚硅氧烷‐聚乙二醇的两亲性聚氨酯弹性体及其制备方法。以质量分数计算，该聚氨酯弹性体原料组分组成包括多异氰酸酯10～30份，聚乙二醇15～40份，聚硅氧烷30～70份，扩链剂0.5～2份，催化剂0.1～0.3份；制备时，先将聚乙二醇加热升温至90～130℃，真空脱水，降温；加入多异氰酸酯，反应得到聚氨酯预聚体；再将聚氨酯预聚体、溶剂、聚硅氧烷、扩链剂和催化剂混合并搅拌均匀，反应，真空脱泡后倒进聚四氟乙烯模具，真空干燥，制得目标产物。本发明制得的两亲聚氨酯弹性体的断裂伸长率≥700％，透湿性接近人的皮肤，热稳定性好，工艺简单，原料易得，成本低。

技术领域

本发明涉及一种聚氨酯弹性体，特别是涉及一种基于聚硅氧烷-聚乙二醇的两亲聚氨酯弹性体及其制备方法。

背景技术

两亲聚合物是一种同时兼具亲水性和疏水性的功能高分子材料。由于同时含有化学性质不同的链段，两亲聚合物表现出一些独特的性能，如pH响应、温度响应及自组装特性等，因而广泛应用于生物医学、敏感材料和传感器、导电聚合物、防水透湿材料以及膜分离工程等众多高新技术领域。在疏水性材料中，聚硅氧烷(PDMS)由于其高透氧性、高柔软性、高透明性、良好的热稳定性、良好的血液相容性和低毒性，常用于生物材料。但是，PDMS材料的高疏水性也限制了其在生物医学上的应用。因此，对聚硅氧烷进行亲水改性成为最为活跃的研究领域之一。研究较多的是在PDMS材料表面接枝亲水性物质，该技术的工艺相对较为复杂，且表面的接枝量不易控制，故改性表面的性能的稳定性不太好。以PDMS为软段来制备两亲聚氨酯不仅在工艺上容易实现，而且很容易地在很大范围内调节产物的结构与性能。该类两亲聚氨酯同时具有PDMS材料和聚氨酯材料的优良性能，是一类应用前景十分广泛的两亲聚合物材料。然而，由于聚硅氧烷与聚氨酯硬段的溶解度参数、极性均相差较大，容易引起聚氨酯高度相分离，从而导致其机械性能很差。其中，中国发明专利申请CN1299382A报道了含聚硅氧烷的聚氨酯弹性体组合物，是以PDMS/聚醚大二元醇为软段制得的聚氨酯弹性体，但其断裂伸长率低于500％。另外，基于聚硅氧烷-聚乙二醇的两亲聚氨酯弹性体还没有相关文献报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种性能优异，合成方法简单的基于聚硅氧烷-聚乙二醇的两亲聚氨酯弹性体的制备方法。

本发明提出的一种基于聚硅氧烷-聚乙二醇的两亲聚氨酯弹性体的制备方法，先用多异氰酸酯与聚乙二醇反应得端基为异氰酸酯基的聚氨酯预聚体；再加入聚硅氧烷和扩链剂，制得基于聚硅氧烷‐聚乙二醇的两亲聚氨酯弹性体。本发明的基于聚硅氧烷-聚乙二醇的两亲聚氨酯弹性体体系的工艺容易实现，原料易得，材料组成与结构的可调控性较强。

本发明目的通过如下技术方案实现：

基于聚硅氧烷-聚乙二醇的两亲聚氨酯弹性体的制备方法，包括如下步骤：

1)聚氨酯预聚体的合成：将聚乙二醇加热升温至90～130℃，真空脱水，将温度降至60℃以下；然后，加入多异氰酸酯，使反应体系在70～90℃下反应2～4小时，得到聚氨酯预聚体；

2)两亲聚氨酯弹性体的制备：将聚氨酯预聚体、溶剂、聚硅氧烷、扩链剂和催化剂混合并搅拌均匀，在60～80℃下反应3～5小时，真空脱泡后倒进聚四氟乙烯模具，真空干燥，制得基于聚硅氧烷-聚乙二醇的两亲聚氨酯弹性体；

以质量分数计，原料组分包括：

所述的催化剂为有机锡催化剂或叔胺类催化剂。

为进一步实现本发明目的，优选地，所述的多异氰酸酯为异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、1,6‐六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、甲苯二异氰酸酯(TDI)、二苯基甲烷‐4,4′‐二异氰酸酯(MDI)、苯二亚甲基二异氰酸酯、甲基环己基二异氰酸酯、四甲基苯二亚甲基二异氰酸酯、HDI三聚体、IPDI三聚体、TDI三聚体和MDI三聚体中的一种或多种。