一种含咔唑基的聚氨酯及其制备方法和应用
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种聚氨酯及其制备方法和应用。
【背景技术】
[0002] 咔唑是一个著名的空穴传输和电致发光单元。由于它们优异的光电性能如光电 导、电致发光、光致变色材料，因此在聚合物的主链或侧链引入咔唑基团受到了很大的关 注。在电致变色中，咔唑衍生物是常用的材料空穴传输材料和发光层。此外，从结构上看咔 唑具有不同二苯胺的平面结构，同时在9取代位的多链烷基也能增加其溶解性，因此它可 以进一步提高三苯胺的共轭性能和电子传输性能。
[0003] 聚氨酯独特的微相分离结构使其具有良好的弹性和力学强度，并且由于其具有绝 热、隔音、耐磨、耐油、耐晒等特性，被广泛应用于人工合成革、软硬泡沫塑料、纤维（尤其是 弹性纤维）、粘接剂、涂料、防水材料、铺装材料、弹性体等领域。但是现有的聚氨酯仍然存在 溶解性低，难以成膜加工，光电变色响应灵敏度低、热稳定性差的问题，有待进一步研宄提 尚。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是要解决现有聚氨酯在有机溶剂中溶解度低，可加工性差和光电变 色响应灵敏度低的问题，而提供一种含咔唑基的聚氨酯及其制备方法和应用。
[0005] -种含咔唑基的聚氨酯的结构式为：
【主权项】
1. 一种含咔唑基的聚氨酯，其特征在于一种含咔唑基的聚氨酯的结构式为：
其中，所述的Ar为：
所述的R为：
所述的n的取值范围为1彡n彡100,且 n为整数。
2. -种含咔唑基的聚氨酯的制备方法，其特征在于一种含咔唑基的聚氨酯的制备方法 具体是按以下步骤完成的： 一、 合成单胺单体： ① 、在氮气气氛下，将咔唑溶于无水二甲基亚砜中，再加入对氟硝基苯和氢化钠，再在 温度为150°C~160°C下加热回流36h~48h，再使用温度为0°C~5°C的蒸馏水沉出生成 物A，再使用再用乙腈对生成物A进行重结晶，再在温度为40°C~50°C下干燥10h~12h， 得到三苯胺硝基化合物； 步骤一①中所述的味挫的质量与无水二甲基亚砜的体积比为（0.lg~0. 5g) : 10mL; 步骤一①中所述的咔唑与对氟硝基苯的摩尔比为1:1 ; 步骤一①中所述的咔唑与氢化钠的质量比为（8~12) : 1 ; ② 、将三苯胺硝基化合物溶于N，N'-二甲基甲酰胺溶剂中，再加入Pb/C催化剂，再在 氢气气氛和压力为8MPa~lOMPa、温度为60°C~80°C和搅拌速度为100r/min~300r/min 的条件下搅拌反应30~40h，再加入温度为0°C~5°C的蒸馏水沉出生成物B;再使用甲苯 对生成物B进行重结晶，再在温度为40°C~50°C下干燥10h~12h，得到单胺单体； 步骤一②中所述的三苯胺硝基化合物的质量与N，N'-二甲基甲酰胺溶剂的体积比为 (0?lg~0? 5g) :lOmL； 步骤一②中所述的三苯胺硝基化合物与Pb/C催化剂的质量比为（8~10) : 1 ; 二、 合成三芳胺单体： ①、氮气氛围下，将单胺单体溶解到无水二甲基亚砜中，再加入对氟硝基苯及氢化钠， 再在温度为150 °C~160 °C下加热回流36h~48h，再使用温度为0 °C~5 °C的蒸馏水沉出生 成物C，再用乙腈对生成物C进行重结晶，再在温度为40°C~50°C下干燥lOh~12h，得到 三芳胺硝基化合物； 步骤二①中所述的单胺单体的质量与无水二甲基亚砜的体积比为（〇.lg~ 0. 5g) :lOmL； 步骤二①中所述的单胺单体与对氟硝基苯的摩尔比为1:1 ; 步骤二①中所述的单胺单体与氢化钠的质量比为（8~12) : 1 ; ②、将N，N'-二甲基甲酰胺加入到反应釜中，再将三芳胺硝基化合物溶解到N，N'-二甲基甲酰胺中，再加入Pb/C催化剂，再在氢气气氛和压力为8MPa~lOMPa、温度 为60°C~80°C和搅拌速度为100r/min~300r/min的条件下搅拌反应30~40h，再加入 温度为〇°C~5°C的蒸馏水沉出生成物D;再使用甲苯对生成物D进行重结晶，再在温度为 40°C~50°C下干燥10h~12h，得到三芳胺单体； 步骤二②中所述的三芳胺硝基化合物的质量与N，N'-二甲基甲酰胺的体积比为 (0?lg~0? 5g) :lOmL； 步骤二②中所述的三芳胺硝基化合物与Pb/C催化剂的质量比为（8~10) : 1 ; 三、 合成异氰酸酯单体： 氮气氛围下，将三芳胺单体与三光气溶于无水二氯乙烷中，再在温度为80°C~85°C下 加热回流8h~10h，再使用旋转蒸发仪将无水二氯乙烷蒸出，得到异氰酸酯单体； 步骤三中所述的三芳胺单体的质量与无水二氯乙烧的体积比为（0.lg~0. 5g) : 10mL; 步骤三中所述的三芳胺单体与三光气的摩尔比为3: (1~2); 四、 合成含咔唑基的聚氨酯： ① 、氮气氛围下，将二羟基化合物溶于无水二氯乙烷中，得到二羟基化合物溶液； 步骤四①中所述的二羟基化合物的质量与无水二氯乙烷的体积比为（〇.lg~ 0. 5g) :lOmL； ② 、氮气氛围下，将异氰酸酯单体溶于无水二氯乙烷中，得到异氰酸酯溶液； 步骤四②中所述的异氰酸酯单体的质量与无水二氯乙烷的体积比为（〇.lg~ 0. 5g) :lOmL； ③ 、氮气氛围下，将异氰酸酯溶液与二羟基化合物溶液混合，再在温度为80°C~85°C 和氮气气氛下反应24h~36h，再使用温度为0°C~5°C的蒸馏水沉出生成物E，再使用甲醇 对生成物E抽提60h~72h，再在温度为40°C~50°C下干燥10h~12h，得到含咔唑基的聚 氨酯； 步骤四③中所述的异氰酸酯溶液中异氰酸酯单体与二羟基化合物溶液中的二羟基化 合物的摩尔比为1:1 ; 步骤四③所述的含咔唑基的聚氨酯的结构式为：
其中， 所述的Ar为： 所述的R为：
，
或
所述的n的取值范围为1 <n< 100,且n为整数。 ，
3. 根据权利要求2所述的一种含咔唑基的聚氨酯的制备方法，其特征在于步骤三得到 的异氰酸酯单体的结构为
4. 根据权利要求2所述的一种含咔唑基的聚氨酯的制备方法，其特征在于步骤四①中 所述的二羟基化合物为
或
5. 根据权利要求2所述的一种含咔唑基的聚氨酯的制备方法，其特征在于步骤一②中 所述的Pb/C催化剂中Pb的质量分数为10%。
6. 根据权利要求2所述的一种含咔唑基的聚氨酯的制备方法，其特征在于步骤二②中 所述的Pb/C催化剂中Pb的质量分数为10%。
7. 根据权利要求2所述的一种含咔唑基的聚氨酯的制备方法，其特征在于步骤一①中 所述的咔唑的质量与氢化钠的质量比为10:1。
8. 根据权利要求2所述的一种含咔唑基的聚氨酯的制备方法，其特征在于步骤二①中 所述的单胺单体与氢化钠的质量比为10:1。
9. 根据权利要求2所述的一种含咔唑基的聚氨酯的制备方法，其特征在于步骤三中所 述的三芳胺单体与三光气的摩尔比为3:2。
10. -种含咔唑基的聚氨酯的应用，其特征在于一种含咔唑基的聚氨酯作为光电材料 用于电致变色、光致变色、空穴传输材料、三阶非线性、防伪、伪装材料和显示材料中。
【专利摘要】一种含咔唑基的聚氨酯及其制备方法和应用，它涉及一种聚氨酯及其制备方法和应用。本发明的目的是要解决现有聚氨酯在有机溶剂中溶解度低，可加工性差和光电变色响应灵敏度低的问题。一种含咔唑基的聚氨酯的结构式为：其中，所述的Ar为：所述的R为：或所述的n的取值范围为1≤n≤100，且n为整数。制备方法：一、合成单胺单体；二、合成三芳胺单体；三、合成异氰酸酯单体；四、合成含咔唑基的聚氨酯。本发明可获得一种含咔唑基的聚氨酯。
【IPC分类】C09K9-02, C08G18-32, C08G18-78
【公开号】CN104844782
【申请号】CN201510263253
【发明人】牛海军, 纪艳, 张春雨, 浦丽莉, 秦川丽, 白续铎
【申请人】黑龙江大学
【公开日】2015年8月19日
【申请日】2015年5月21日