一种多酚型本体扩链体系聚氨酯弹性体及其制备方法

1.本发明涉及一种多酚型本体扩链体系聚氨酯弹性体及其制备方法，属于聚氨酯技术领域。


背景技术：

2.聚氨酯是一类大分子链中仅含有氨酯型重复单元而非确定结构的聚合物，最早由德国公司于1937年合成获得，因为其力学性能优异、形变能力良好、生物相容性和耐溶剂性强、适用范围多样而被誉为“第五大塑料”。聚氨酯材料广泛应用于煤炭工业、交通建筑、机械工程、电子电气和生物医学等诸多领域，具有高回弹性、耐磨性、减震性、耐撕裂和耐化学腐蚀等优势。然而，针对当前聚氨酯领域的研究内容，仍存在发泡型聚氨酯泡孔尺寸不均，耐老化性能有待提升以及紫外光破坏效应强等瓶颈存在。
3.为了延长聚氨酯的使用寿命，提升聚氨酯的力学性能，研究人员通常采用喷涂镀层，表面薄膜包覆来改性聚氨酯。喷涂镀层能显著提升聚氨酯的抗磨损性能但降低其硬度调节能力。表面包覆在保护聚氨酯基底的同时能增加其应用范围，但由于包覆的薄膜性能单一，聚氨酯的泛用性仍存在着很大的发展潜力。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明的目的在于提供一种多酚型本体扩链体系聚氨酯弹性体及其制备方法。所述聚氨酯弹性体中多酚型扩链交联剂的羟基和聚合物中的极性基团(如羟基、氨基、羰基、酯键)之间结合生成强氢键。由于多酚类物质自身具备抗紫外，耐老化以及金属螯合等特征，不仅可以显著增加聚氨酯使用寿命，还可以根据选用多酚类物质的不同来提升聚氨酯相应的应用范围。
5.为实现上述目的，本发明的技术方案如下。
6.一种多酚型本体扩链体系聚氨酯弹性体，所述聚氨酯弹性体的结构式为：
[0007][0008]
其中，r’为-h或-oh，r”为-h、-oh、c3-c20的烷基链段、烷基多元环、多元醚、苯环、邻苯二酚或邻苯三酚；x的取值为4～50。
[0009]
优选的，所述聚氨酯弹性体由a组分和b组分固化成型得到，以制备所述a组分的原料总质量为100％计，各原料成分及其质量分数如下：二异氰酸酯40％～46％，聚多元醇54％～60％；以制备所述b组分的原料总质量为100％计，各原料成分及其质量分数如下：聚多元醇74％～85％，多酚型扩链交联剂15％～26％。
[0010]
优选的，以制备所述b组分的原料总质量为100％计，各原料成分及其质量分数如下：聚多元醇78％～82％，多酚型扩链交联剂18％～22％。
[0011]
优选的，所述聚多元醇为聚丁二醇(ptmg)、聚丙二醇(ppg)和聚乙二醇(peg)中的一种以上。
[0012]
优选的，所述聚多元醇的分子量为960～2090。
[0013]
优选的，所述二异氰酸酯为二苯基甲烷二异氰酸酯(mdi)、六亚甲基二异氰酸酯(hdi)和异佛尔酮二异氰酸酯(ipdi)中的一种以上。
[0014]
优选的，所述多酚型扩链交联剂为茶多酚、鞣花酸、安石榴苷、没食子酸和单宁酸。
[0015]
一种本发明所述多酚型本体扩链体系聚氨酯弹性体的制备方法，方法步骤包括：
[0016]
(1)在惰性气体保护下，将a组分中的二异氰酸酯和聚多元醇混合，升温至80℃～85℃，搅拌反应2h～4h，冷却得到聚氨酯预聚体；
[0017]
(2)在隔绝空气条件下，将所述聚氨酯预聚体预热至40℃～50℃，将b组分中的聚多元醇预热至50℃～70℃；将多酚型扩链交联剂溶解于有机溶剂中得到多酚型扩链交联剂溶液；
[0018]
(3)将步骤(2)中预热后的聚氨酯预聚体、聚多元醇和多酚型扩链交联剂溶液在1000r/min～3000r/min下搅拌10s～15s，倒入聚四氟乙烯的模具中；真空环境中50℃～70℃下加热1h～2h除去多余的有机溶剂，然后在65℃～75℃条件下固化4h～5h，得到一种多酚型本体扩链体系聚氨酯弹性体。
[0019]
优选的，步骤(2)中，所述多酚型扩链交联剂质量和有机溶剂体积的比为5g～10g:90ml～120ml。所述有机溶剂为n,n-二甲基甲酰胺(dmf)。
[0020]
优选的，所述聚氨酯预聚体、b组分中聚多元醇和多酚型扩链交联剂的质量关系满足以下公式：
[0021]
(m1×
x％)/42＝[(m2/n1)
×
2+(m3/n2)
×
a]
×
r；
[0022]
其中，m1、m2、m3分别为聚氨酯预聚体、b组分中聚多元醇和多酚型扩链交联剂的质量；n1、n2分别为所用b组分中聚多元醇和多酚型扩链交联剂的分子量；x为聚氨酯预聚体的异氰酸根含量；a为所述多酚型扩链交联剂中多酚类物质单个分子中所含羟基(-oh)的具体数量；r值为体系中异氰酸根与羟基的数量比值，且r值＝1.05～1.15。
[0023]
优选的，所述聚氨酯预聚体的异氰酸根含量通过滴定法进行确定：将所述聚氨酯预聚体加入二正丁胺的甲苯溶液中，45℃～55℃下加热搅拌溶解，得到滴定需要的样品溶液；再通过酸式滴定的方法用溴甲酚蓝的异丙醇溶液做指示剂，滴定得到聚氨酯预聚体中异氰酸根含量。
[0024]
优选的，所述二正丁胺的质量和甲苯的体积比为120g～130g:160ml～170ml；所述聚氨酯预聚体的质量和二正丁胺的甲苯溶液的体积比为3g～8g:200ml～300ml；所述滴定样品的二正丁胺的甲苯溶液体积和指示剂溶剂的体积比为1:2；所述溴甲酚蓝的质量和指示剂溶液体积比为1g～2g:1000ml～1500ml；所述滴定过程中的滴定液为浓度为0.1mol/l的稀盐酸。
[0025]
有益效果
[0026]
本发明提供了一种多酚型本体扩链体系聚氨酯弹性体，主要由硬链段和软链段组成，其中多酚类物质存在于软、硬链段上并起到扩链和交联作用；所述多酚型本体扩链体系
聚氨酯是一种新型高性能耐老化聚氨酯，多酚型本体扩链体系聚氨酯中的多酚类物质通过其酚羟基和聚合物中的极性基团之间结合生成强氢键，提高聚氨酯的机械强度和韧性。通过多酚类物质自身具备的抗紫外，耐老化以及金属螯合等特征，显著增加聚氨酯使用寿命和应用范围；多酚类物质由于其自身分子体积大，所含官能团数量多，在聚氨酯内部结构中起到扩链作用的同时进一步提升材料的交联度，进一步起到增强材料的力学性能的作用。
[0027]
本发明提供了一种多酚型本体扩链体系聚氨酯弹性体，所述聚氨酯弹性体由a组分和b组分固化成型得到，a组分和b组分中各物质的选择及用量能够保证聚氨酯中-nco基团和-oh基团的平衡，赋予聚氨酯优异的力学性能的同时保证其形变能力。
[0028]
本发明提供了一种多酚型本体扩链体系聚氨酯弹性体，所述聚氨酯弹性体的制备中，a组分原料组成中的二异氰酸酯类物质两端均含有异氰酸根，聚多元醇两端均含有羟基，两者发生本体聚合合成预聚体之后，在室温条件下能够长时间储存。后续可以根据生产需要的不同添加不同种类的高分子长链段(ptmg、ppg等)以及扩链交联剂(如多酚类化合物如茶多酚、鞣花酸、安石榴苷、没食子酸和单宁酸等)，上述原料在常温条件下便能够发生聚合过程获得聚氨酯弹性体成品；所述方法步骤简单，实验配方可根据生产需求进行更改，能够进行工业化生产。
[0029]
本发明提供了一种多酚型本体扩链体系聚氨酯弹性体，所述聚氨酯弹性体的制备中预聚体合成的反应温度80℃～85℃是预聚能够成功进行的重要条件。
[0030]
本发明提供了一种多酚型本体扩链体系聚氨酯弹性体，所述聚氨酯弹性体的制备中，预聚体的预热温度需保持40℃～50℃是预聚体保存的关键，预聚体在50～70℃的温度作用下预聚体将会发生自聚。预聚体的两端由异氰酸根(-nco)进行封端，在常温环境下有和主要原料中多酚型扩链交联剂等成分中的羟基发生本体聚合的倾向，通过这种聚合方式能够促进反应正向进行，加快反应速率。
[0031]
本发明提供了一种多酚型本体扩链体系聚氨酯弹性体，所述聚氨酯弹性体的制备中，仅使用了多酚型扩链剂即作为小分子扩链剂，同时也是体系中交联剂。
[0032]
本发明提供了一种多酚型本体扩链体系聚氨酯弹性体，所述聚氨酯弹性体的制备中，需要进一步控制预聚体的异氰酸根含量，异氰酸根含量过多会导致聚氨酯结构难以成型；主要原料中的羟基过多会导致聚氨酯的力学性能降低。
附图说明
[0033]
图1为对比例1中所述聚氨酯弹性体经过紫外处理前后的力学性能示意图。
[0034]
图2为实施例1和实施例3中所述聚氨酯弹性体的傅氏转换红外线光谱图。
[0035]
图3为实施例1中所述聚氨酯弹性体经过紫外处理前后的力学性能示意图。
[0036]
图4为实施例3中所述聚氨酯经过紫外处理前后的力学性能示意图。
具体实施方式
[0037]
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细的说明。
[0038]
对比例1
[0039]
本对比例中聚丁二醇的分子量为2000。
[0040]
(1)将45g二苯基甲烷二异氰酸酯和55g聚丁二醇加入到100ml三口烧瓶中，并升温
至85℃，在200r/min的速率下搅拌原料使之混合均匀，反应4h后得到聚氨酯预聚体。
[0041]
(2)取0.2831g步骤(1)中反应所得预聚体溶于25ml二正丁胺的甲苯溶液中，在50℃水浴环境下加热20min使之充分溶解，滴入4滴溴甲酚蓝指示剂后再加入50ml异丙醇将指示剂完全溶解；使用浓度为0.1034mol/l的稀盐酸进行滴定得出聚氨酯预聚体中异氰酸根含量为14.29％；
[0042]
所述溴甲酚蓝指示剂中溴甲酚蓝质量(g)和溶剂氢氧化钠的体积(ml)的比例关系为1:1000，所述氢氧化钠浓度为0.1mol/l。
[0043]
(3)将步骤(2)中滴定过的聚氨酯预聚体预热至50℃，将脱水后将主要原料聚丁二醇，脱水后的交联剂聚醚330n多元醇和脱水后的1,4-丁二醇(bdo)预热至70℃。
[0044]
(4)向容器中依次加入步骤(3)中的36.12g聚丁二醇，10.10g聚醚330n多元醇和3.74g的1,4-丁二醇，再加入44.37g聚氨酯预聚体后将溶液在2000r/min的搅拌速率下搅拌15s；倒入聚四氟乙烯的容器中放入70℃的烘箱中固化1h，得到聚氨酯弹性体。
[0045]
对所述聚氨酯弹性体进行裁样，将部分样品置于万用拉伸机对其力学性能进行测试，所述聚氨酯的拉伸强度为14.19mpa；将另一部分样品放置在紫外光照下照射15min后再次对样品力学性能进行测试时，所得拉伸强度为10.16mpa，其拉伸强度图如图1所示。
[0046]
实施例1
[0047]
本实施例中聚丁二醇的分子量为960。
[0048]
(1)将45g二苯基甲烷二异氰酸酯和55g聚丁二醇加入到100ml三口烧瓶中，并升温至80℃，在200r/min的速率下搅拌原料使之混合均匀，反应4h后得到聚氨酯预聚体。
[0049]
(2)取0.3675g步骤(1)中反应所得预聚体溶于25ml二正丁胺的甲苯溶液中，在50℃水浴环境下加热20min使之充分溶解，滴入4滴溴甲酚蓝指示剂后再加入50ml异丙醇将指示剂完全溶解；使用浓度为0.1034mol/l的稀盐酸进行滴定得出聚氨酯预聚体中异氰酸根含量为12.47％；
[0050]
所述溴甲酚蓝指示剂中溴甲酚蓝质量(g)和溶剂氢氧化钠的体积(ml)的比例关系为1:1000，所述氢氧化钠浓度为0.1mol/l。
[0051]
(3)将步骤(2)中滴定过的聚氨酯预聚体预热至50℃，将脱水后将主要原料聚丁二醇预热至70℃，在室温环境下将单宁酸溶解在100ml的dmf溶剂中。
[0052]
(4)向容器中依次加入步骤(3)中的35.86g聚丁二醇和6.33g的单宁酸，再加入44.37g聚氨酯预聚体后将溶液在2000r/min的搅拌速率下搅拌12s；倒入聚四氟乙烯的容器中并置于50℃的真空烘箱中加热2h除去多余的dmf，将真空处理后的样品放入70℃的烘箱中固化4h，得到单宁酸扩链体系聚氨酯弹性体。
[0053]
此时聚氨酯弹性体样品整体呈现为与单宁酸颜色相似的浅黄色，证实单宁酸作为扩链剂成功引入聚氨酯体系中进行本体聚合。
[0054]
所述单宁酸扩链体系聚氨酯弹性体的结构式为：
[0055][0056]
如图1所示，通过傅氏转换红外线光谱分析仪在1729cm-1
的峰值可以验证强氢键的形成。
[0057]
对所述单宁酸扩链体系聚氨酯弹性体进行裁样，将部分样品置于万用拉伸机对其力学性能进行测试，得出其拉伸强度为22.61mpa。将另一部分样品放置在紫外光照下照射15min，再将样品置于万用拉伸机对其力学性能进行测试，得出其拉伸强度为22.02mpa，其拉伸强度示意图如图2所示。
[0058]
实施例2
[0059]
本实施例中聚丁二醇的分子量为2090。
[0060]
(1)将45g二苯基甲烷二异氰酸酯和55g聚丁二醇加入到100ml三口烧瓶中，并升温至80℃，在200r/min的速率下搅拌原料使之混合均匀，反应4h后得到聚氨酯预聚体。
[0061]
(2)取0.3723g步骤(1)中反应所得预聚体溶于25ml二正丁胺的甲苯溶液中，在50℃水浴环境下加热20min使之充分溶解，滴入4滴溴甲酚蓝指示剂后再加入50ml异丙醇将指示剂完全溶解；使用浓度为0.1034mol/l的稀盐酸进行滴定得出预聚体中异氰酸根含量为13.12％；
[0062]
所述溴甲酚蓝指示剂中溴甲酚蓝质量(g)和溶剂氢氧化钠的体积(ml)的比例关系为1:1000，所述氢氧化钠浓度为0.1mol/l。
[0063]
(3)将步骤(2)中滴定过的预聚体预热至45℃，将脱水后的主要原料聚丁二醇和单宁酸预热至65℃，在室温环境下将单宁酸溶解在100ml的dmf溶剂中。
[0064]
(4)向容器中依次加入步骤(3)中的36.17g聚丁二醇和8.97g单宁酸，再加入46.52g预聚体后将溶液在2000r/min的搅拌速率下搅拌12s；倒入聚四氟乙烯的容器中并置于70℃的真空烘箱中加热1h除去多余的dmf，将真空处理后的样品放入70℃的烘箱中固化4h，得到单宁酸扩链体系聚氨酯弹性体。
[0065]
所述单宁酸扩链体系聚氨酯弹性体样品整体呈现为与单宁酸颜色相似的浅黄色，证实单宁酸作为扩链剂成功引入聚氨酯体系中进行本体聚合。
[0066]
所述单宁酸扩链体系聚氨酯弹性体的力学性能测试结果优于对比例1。
[0067]
实施例3
[0068]
本实施例中聚丁二醇的分子量为2090。
[0069]
(1)将225g二苯基甲烷二异氰酸酯和275g聚丁二醇加入到500ml反应釜中，并升温至80℃，在200r/min的速率下搅拌原料使之混合均匀，反应4h后得到聚氨酯预聚体。
[0070]
(2)取0.4310g步骤(1)中反应所得预聚体溶于25ml二正丁胺的甲苯溶液中，在50℃水浴环境下加热20min使之充分溶解，滴入4滴溴甲酚蓝指示剂后再加入50ml异丙醇将指示剂完全溶解；使用浓度为0.1034mol/l的稀盐酸进行滴定得出预聚体中异氰酸根含量为14.28％；
[0071]
所述溴甲酚蓝指示剂中溴甲酚蓝质量(g)和溶剂氢氧化钠的体积(ml)的比例关系为2:1500，所述氢氧化钠浓度为0.1mol/l。
[0072]
(3)将步骤(2)中滴定过的预聚体预热至50℃，将脱水后将主要原料聚丁二醇预热至70℃，在室温环境下将茶多酚溶解在90ml的dmf溶剂中。
[0073]
(4)向容器中依次加入步骤(3)中的37.23g聚丁二醇和6.57g茶多酚，再加入41.73g预聚体后将溶液在2000r/min的搅拌速率下搅拌12s；倒入聚四氟乙烯的容器中并置于50℃的真空烘箱中加热2h除去多余的dmf，将真空处理后的样品放入70℃的烘箱中固化4h，得到茶多酚扩链体系聚氨酯弹性体。
[0074]
所述茶多酚扩链体系聚氨酯弹性体样品整体呈现为与茶多酚颜色相似的深棕色，证实茶多酚作为扩链剂成功引入聚氨酯体系中进行本体聚合。
[0075]
如图1所示，通过傅氏转换红外线光谱分析仪在1729cm-1
的峰值可以验证强氢键的形成。
[0076]
所述茶多酚扩链体系聚氨酯弹性体的结构式为：
[0077][0078]
对所述茶多酚扩链体系聚氨酯弹性体进行裁样，将部分样品置于万用拉伸机对其力学性能进行测试，得出其拉伸强度为18.38mpa。将另一部分样品放置在紫外光照下照射15min，再将样品置于万用拉伸机对其力学性能进行测试，得出其拉伸强度为18.24mpa，其拉伸强度示意图如图4所示。
[0079]
实施例4
[0080]
本实施例中聚丁二醇的分子量为1050。
[0081]
(1)将225g二苯基甲烷二异氰酸酯和275g聚丁二醇加入到500ml反应釜中，并升温至80℃，在200r/min的速率下搅拌原料使之混合均匀，反应4h后得到聚氨酯预聚体。
[0082]
(2)取0.4184g步骤(1)中反应所得预聚体溶于25ml二正丁胺的甲苯溶液中，在50℃水浴环境下加热20min使之充分溶解，滴入4滴溴甲酚蓝指示剂后再加入50ml异丙醇将指示剂完全溶解；使用浓度为0.1034mol/l的稀盐酸进行滴定得出预聚体中异氰酸根含量为13.29％；
[0083]
所述溴甲酚蓝指示剂中溴甲酚蓝质量(g)和溶剂氢氧化钠的体积(ml)的比例关系为1:1000，所述氢氧化钠浓度为0.1mol/l。
[0084]
(3)将步骤(2)中滴定过的预聚体预热至50℃，将脱水后将主要原料聚丁二醇预热至70℃，在室温环境下将茶多酚溶解在180ml的dmf溶剂中。
[0085]
(4)向容器中依次加入步骤(3)中的34.83g聚丁二醇和12.24g茶多酚，再加入
43.37g预聚体后将溶液在2000r/min的搅拌速率下搅拌12s；倒入聚四氟乙烯的容器中并置于70℃的真空烘箱中加热2h除去多余的dmf，将真空处理后的样品放入70℃的烘箱中固化4h，得到茶多酚扩链体系聚氨酯弹性体。
[0086]
所述茶多酚扩链体系聚氨酯弹性体样品整体呈现为与茶多酚颜色相似的深棕色，证实茶多酚作为扩链剂成功引入聚氨酯体系中进行本体聚合。
[0087]
所述茶多酚扩链体系聚氨酯弹性体的力学性能测试结果优于对比例1。
[0088]
实施例5
[0089]
本实施例中聚乙二醇的分子量为2090。
[0090]
(1)将13.32g异佛尔酮二异氰酸酯和60g聚乙二醇加入到100ml三口烧瓶中，并升温至80℃，在200r/min的速率下搅拌原料使之混合均匀，反应2h后得到聚氨酯预聚体。
[0091]
(2)取0.3156g步骤(1)中反应所得预聚体溶于25ml二正丁胺的甲苯溶液中，在50℃水浴环境下加热20min使之充分溶解，滴入6滴溴甲酚蓝指示剂后再加入50ml异丙醇将指示剂完全溶解；使用浓度为0.1034mol/l的稀盐酸进行滴定得出预聚体中异氰酸根含量为3.12％；
[0092]
所述溴甲酚蓝指示剂中溴甲酚蓝质量(g)和溶剂氢氧化钠的体积(ml)的比例关系为1:1000，所述氢氧化钠浓度为0.1mol/l。
[0093]
(3)将步骤(2)中滴定过的预聚体预热至45℃，将脱水后将主要原料聚丁二醇预热至65℃，在室温环境下将单宁酸溶解在10ml的dmf溶剂中。
[0094]
(4)向容器中依次加入步骤(3)中的2.00g聚丁二醇、0.50g单宁酸，再加入16.04g预聚体后将溶液在2000r/min的搅拌速率下搅拌12s；倒入聚四氟乙烯的容器中并置于50℃的真空烘箱中加热1h除去多余的dmf，将真空处理后的样品放入70℃的烘箱中固化6h，得到单宁酸扩链体系聚氨酯弹性体。
[0095]
所述单宁酸扩链体系聚氨酯弹性体样品整体呈现为与单宁酸颜色相似的浅黄色，证实单宁酸作为扩链剂成功引入聚氨酯体系中进行本体聚合。
[0096]
所述单宁酸扩链体系聚氨酯弹性体的红外光谱结果证实了强氢键的形成。
[0097]
所述单宁酸扩链体系聚氨酯弹性体的力学性能测试结果与实施例1类似。
[0098]
实施例6
[0099]
本实施例中聚乙二醇的分子量为2090。
[0100]
(1)将8.88g异佛尔酮二异氰酸酯和40g聚乙二醇加入到100ml三口烧瓶中，并升温至80℃，在200r/min的速率下搅拌原料使之混合均匀，反应2h后得到聚氨酯预聚体。
[0101]
(2)取0.1219g步骤(1)中反应所得预聚体溶于25ml二正丁胺的甲苯溶液中，在50℃水浴环境下加热20min使之充分溶解，滴入6滴溴甲酚蓝指示剂后再加入50ml异丙醇将指示剂完全溶解；使用浓度为0.1034mol/l的稀盐酸进行滴定得出预聚体中异氰酸根含量为2.68％；
[0102]
所述溴甲酚蓝指示剂中溴甲酚蓝质量(g)和溶剂氢氧化钠的体积(ml)的比例关系为1:1000，所述氢氧化钠浓度为0.1mol/l。
[0103]
(3)将步骤(2)中滴定过的预聚体预热至45℃，将脱水后将主要原料聚丁二醇预热至65℃，在室温环境下将单宁酸溶解在10ml的dmf溶剂中。
[0104]
(4)向容器中依次加入步骤(3)中的2.34g聚丁二醇、0.59g单宁酸，再加入19.35g
预聚体后将溶液在2000r/min的搅拌速率下搅拌12s；倒入聚四氟乙烯的容器中并置于50℃的真空烘箱中加热1h除去多余的dmf，将真空处理后的样品放入70℃的烘箱中固化6h，得到单宁酸扩链体系聚氨酯弹性体。
[0105]
所述单宁酸扩链体系聚氨酯弹性体样品整体呈现为与单宁酸颜色相似的浅黄色，证实单宁酸作为扩链剂成功引入聚氨酯体系中进行本体聚合。
[0106]
所述单宁酸扩链体系聚氨酯弹性体的红外光谱结果证实了强氢键的形成。
[0107]
所述单宁酸扩链体系聚氨酯弹性体的力学性能测试结果优于对比例1。
[0108]
综上所述，发明包括但不限于以上实施例，凡是在本发明的精神和原则之下进行的任何等同替换或局部改进，都将视为在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种多酚型本体扩链体系聚氨酯弹性体，其特征在于：所述聚氨酯弹性体的结构式为：其中，r’为-h或-oh，r”为-h、-oh、c3-c20的烷基链段、烷基多元环、多元醚、苯环、邻苯二酚或邻苯三酚；x的取值为4～50。2.如权利要求1所述的一种多酚型本体扩链体系聚氨酯弹性体，其特征在于：所述聚氨酯弹性体由a组分和b组分固化成型得到，以制备所述a组分的原料总质量为100％计，各原料成分及其质量分数如下：二异氰酸酯40％～46％，聚多元醇54％～60％；以制备所述b组分的原料总质量为100％计，各原料成分及其质量分数如下：聚多元醇74％～85％，多酚型扩链交联剂15％～26％。3.如权利要求1所述的一种多酚型本体扩链体系聚氨酯弹性体，其特征在于：以制备所述b组分的原料总质量为100％计，各原料成分及其质量分数如下：聚多元醇78％～82％，多酚型扩链交联剂18％～22％。4.如权利要求2或3所述的一种多酚型本体扩链体系聚氨酯弹性体，其特征在于：所述聚多元醇为聚丁二醇、聚丙二醇和聚乙二醇中的一种以上；所述聚多元醇的分子量为960～2090。5.如权利要求2或3所述的一种多酚型本体扩链体系聚氨酯弹性体，其特征在于：所述二异氰酸酯为二苯基甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯和异佛尔酮二异氰酸酯中的一种以上。6.如权利要求2或3所述的一种多酚型本体扩链体系聚氨酯弹性体，其特征在于：所述多酚型扩链交联剂为茶多酚、鞣花酸、安石榴苷、没食子酸和单宁酸。7.一种如权利要求1或2所述的多酚型本体扩链体系聚氨酯弹性体的制备方法，其特征在于：方法包括以下步骤：(1)在惰性气体保护下，将a组分中的二异氰酸酯和聚多元醇混合，升温至80℃～85℃，搅拌反应2h～4h，冷却得到聚氨酯预聚体；(2)在隔绝空气条件下，将所述聚氨酯预聚体预热至40℃～50℃，将b组分中的聚多元醇预热至50℃～70℃；将多酚型扩链交联剂溶解于有机溶剂中得到多酚型扩链交联剂溶液；(3)将步骤(2)中预热后的聚氨酯预聚体、聚多元醇和多酚型扩链交联剂溶液在1000r/min～3000r/min下搅拌10s～15s，倒入聚四氟乙烯的模具中；真空环境中50℃～70℃下加热1h～2h除去多余的有机溶剂，然后在65℃～75℃条件下固化4h～5h，得到一种多酚型本体扩链体系聚氨酯弹性体。8.如权利要求7所述的一种多酚型本体扩链体系聚氨酯弹性体的制备方法，其特征在
于：步骤(2)中，所述多酚型扩链交联剂质量和有机溶剂体积的比为5g～10g:90ml～120ml；所述有机溶剂为n,n-二甲基甲酰胺。9.如权利要求7所述的一种多酚型本体扩链体系聚氨酯弹性体的制备方法，其特征在于：所述聚氨酯预聚体、b组分中聚多元醇和多酚型扩链交联剂的质量关系满足以下公式：(m1×
x％)/42＝[(m2/n1)
×
2+(m3/n2)
×
a]
×
r；其中，m1、m2、m3分别为聚氨酯预聚体、b组分中聚多元醇和多酚型扩链交联剂的质量；n1、n2分别为所用b组分中聚多元醇和多酚型扩链交联剂的分子量；x为聚氨酯预聚体的异氰酸根含量；a为所述多酚型扩链交联剂中多酚类物质单个分子中所含羟基的具体数量；r值为体系中异氰酸根与羟基的数量比值，且r值＝1.05～1.15。10.如权利要求7所述的一种多酚型本体扩链体系聚氨酯弹性体的制备方法，其特征在于：所述聚氨酯预聚体的异氰酸根含量通过滴定法进行确定：将所述聚氨酯预聚体加入二正丁胺的甲苯溶液中，45℃～55℃下加热搅拌溶解，得到滴定需要的样品溶液；再通过酸式滴定的方法用溴甲酚蓝的异丙醇溶液做指示剂，滴定得到聚氨酯预聚体中异氰酸根含量；所述二正丁胺的质量和甲苯的体积比为120g～130g:160ml～170ml；所述聚氨酯预聚体的质量和二正丁胺的甲苯溶液的体积比为3g～8g:200ml～300ml；所述滴定样品的二正丁胺的甲苯溶液体积和指示剂溶剂的体积比为1:2；所述溴甲酚蓝的质量和指示剂溶液体积比为1g～2g:1000ml～1500ml；所述滴定过程中的滴定液为浓度为0.1mol/l的稀盐酸。

技术总结
本发明涉及一种多酚型本体扩链体系聚氨酯弹性体及其制备方法，属于聚氨酯技术领域。所述多酚型本体扩链体系聚氨酯弹性体由硬链段和软链段组成，其中多酚类物质存在于软、硬链段上并起到扩链和交联作用；多酚类物质通过其酚羟基和聚合物中的极性基团之间结合生成强氢键，提高聚氨酯的机械强度和韧性。由于多酚类物质自身具备抗紫外，耐老化以及金属螯合等特征，不仅可以显著增加聚氨酯使用寿命。不仅可以显著增加聚氨酯使用寿命。不仅可以显著增加聚氨酯使用寿命。


技术研发人员：白子辰 苏醒 邹美帅 李晓东
受保护的技术使用者：北京理工大学
技术研发日：2023.05.12
技术公布日：2023/8/6