[发明专利]一种聚氨酯材料及其制备、回收与再生方法

说明书

本发明提出了一种聚氨酯材料及其制备、回收与再生方法，属于聚氨酯技术领域，将含羟基烯酮胺化合物、二元醇、二异氰酸酯及交联剂按照一定比例混合溶解在有机溶剂中，然后高温除去溶剂并反应成型。本发明通过制备含乙烯酮结构的小分子，与异氰酸酯构建动态反应键，添加到聚氨酯体系，使得聚氨酯具有动态可回收性能，相比于线性或交联结构，具有了二者的优点，在提高了耐溶剂性与力学性能的同时，保持了热塑性。这种方法原料易得、成本较低。得到的聚氨酯弹性体材料力学性能等提高的同时，没有损失热塑性，可再次加工使用。可广泛应用到日常生活和工业生产中。

技术领域

本发明涉及聚氨酯技术领域，具体涉及一种聚氨酯材料及其制备、回收与再生方法。

背景技术

聚氨酯弹性体性能介于塑料和橡胶之间，耐油、耐磨、耐低温、耐老化、硬度高、弹性好，作为各种应用中必不可少的一类重要聚合物也得到了广泛的探索。目前已经广泛应用于日常生活中的多个领域，如家居领域、建筑领域、日用品领域、交通领域、家电等领域。尽管PU具有很多优点，但传统设计的PU及其材料因其不可逆的化学键，使得其在自愈性、可再加工性和可回收性等方面存在缺点。大量的使用和消耗，也不利于环境保护，因此，近年来一直在对其回收利用和自愈性进行研究。

CN104558498B聚氨酯弹性体的制备方法公开了将A组份和B组份混合，浇注入模具中，脱模，常温硫化后，即得，该方法综合聚醚多元醇和聚酯多元醇产品的特点，使产品具有两者的优点，同时采用酯醚逐步聚合的方法使得到酯醚共混聚氨酯弹性体的途径简单。但是，该方法制得的聚氨酯弹性体很难回收重复利用，不利于可持续发展。

CN101134843A公开了一种高弹聚氨酯弹性体的制备方法，采用PTMG2000或PPG3000与BDO、催化剂、抗老化剂混合作为聚合物组分，预聚物组分中的异氰酸酯选择MDI、碳化二亚胺改性的MDI以及它们的混合物，制作的高弹弹性体硬度范围窄(邵A80±2)、回弹性能差。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种聚氨酯材料及其制备、回收与再生方法。该方法可以制备一种可回收利用的聚氨酯材料，并且可以通过向原有成熟合成路线和配方中添加适量功能化小分子而实现聚氨酯材料的回收及再生。普适性强、成本低、合成简单、原料成本低廉。

本发明先合成含羟基的乙烯酮分子，再按照一定比例加入到聚氨酯合成体系中替代二醇，合成聚氨酯材料。这种方法得到的聚氨酯材料，分子链上具有动态键，可以在高温下发生断裂，进而实现材料的回收与再生利用。同时可以通过调节羟基乙烯酮小分子的结构和加入的量，对材料的性能进行设计。进一步地，利用其高温下的解聚反应，还可以实现分子链的延长及其结构的再设计，对回收材料的性能进行设计和改进。

本发明的技术方案是这样实现的：

本发明提供一种含羟基烯酮胺结构化合物的制备方法，包括以下步骤：将β-二酮化合物与含有羟基与氨基的化合物按照一定摩尔比混合溶解在有机溶剂中，搅拌反应一定时间后除去溶剂。

作为本发明的进一步改进，所述β-二酮化合物为乙酰丙酮、乙酰乙酸乙酯、乙酰乙酸甲酯、硬脂酰苯甲酰甲烷、二苯甲酰基甲烷、六氟乙酰丙酮、苯甲酰三氟丙酮、1-苯基-1,3-丁二酮、二苯甲酰基甲烷、丙二酸二乙酯、乙酰乙酸叔丁醇酯、N,N-二甲基-3-氧代丁酰胺、N-甲基乙酰基乙酰胺中的至少一种。

作为本发明的进一步改进，所述含有羟基与氨基的化合物选自乙醇胺、5-氨基-1-戊醇、6-氨基-1-己醇、4-氨基-1-丁醇、3-氨基-1-丙醇、二甘醇胺中的至少一种。

作为本发明的进一步改进，所述有机溶剂为四氢呋喃、醇类、醚类、氯仿、二氯甲烷、二甲基亚砜、1，4-二氧六环、N,N’-二甲基甲酰胺、N,N’-二甲基乙酰胺、N-甲基-吡咯烷酮、苯、甲苯或二甲苯中的至少一种。

作为本发明的进一步改进，所述除去溶剂的方法选自旋转蒸发、过滤、减压蒸馏、重结晶中的至少一种。