一种透明聚氨酯材料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于聚氨酯型高分子材料，具体涉及一种透明聚氨酯材料及其制备方法。
[0002]
【背景技术】 聚氨酯（PU)性能优异，制品种类多，广泛应用于汽车、电器、建筑、机械、轻工业、 医疗和航空航天等领域，但普通的聚氨酯材料的光学透明性低，耐热性较差，使某些方 面的应用受到一定限制，随着汽车、透明器件、航天航空、医用设备、安全防护等方面应 用的不断扩展，国内外对透明聚氨酯材料的研究越来越受到重视，透明聚氨酯成为近年 来聚氨酯发展的一个新研究方向，美国专利US693993982, US0017268A1，US7216976B2， US0000656A1，US0281965AI，US2008017119 和中国专利 201210374773. 7,201210072896· 5， 201210336914.6以及薛锋等(透明聚氨酯树脂材料的合成及性能研究[J].华中科技大 学学报（自然科学版），2004, 32 (7) :98-101)，晁攸明（.单组分快干型聚氨酯透明膜材 料的制备.太原理工大学学报，2007, 38(4) :324-327)，王华(透明聚氨酯材料的制备与 研究（D)，西安科技大学.2007. 04. 20)，张晓华等（高性能透明聚氨酯弹性体的合成研究 [J].塑料工业.2002,3(K6):8-11)，薛淑娥等(高硬度透明聚氨酯材料的研制.聚氨酯 工业.2007, 22(3) :37-40)，陈宇宏(透明聚氨酯胶片的成型与应用研究[J].工程塑料应 用.2002, 30(3) :35-37)，均对透明聚氨酯进行了制备和研究，但这些透明聚氨酯均是以聚 醚多元醇或聚酯多元醇与异氰酸酯发生反应而制备的，制备的透明聚氨酯材料可作为透明 度要求不高的应用材料，普通光学玻璃的替代品，应用于汽车、飞机中制作前后窗、前后灯 罩，也可用于制作眼镜片、安全玻璃，防护镜等光学器件。
[0003] 本发明目的是以木糖为原料与脂肪族异氰酸酯和脂环族异氰酸酯发生反应来制 备透明聚氨酯，木糖是从天然植物的秸杆、芯、壳中提取制备，原料来源广泛，是可再生资 源，以木糖为原料制备聚氨酯不但可以提高资源的利用率，而且为聚氨酯工业提供廉价的 原料来源，减少对石油产品的依赖性，降低成本，对发展聚氨酯工业具有十分重要的现实意 义。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是提出一种具有较好的透明性、优良的耐酸、耐碱性、良好的力学性 能的聚氨酯材料及制备方法，透明聚氨酯是由软段木糖与硬段二异氰酸酯共聚形成的聚合 物。
[0005] 本发明的透明聚氨酯材料由木糖、异氰酸酯、溶剂、扩链剂、在催化剂作用下聚合 制备得到。所述异氰酸酯为异佛尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、4, 4-二环己基甲 烷二异氰酸酯，苯二亚甲基二异氰酸酯，所述溶剂为四氢呋喃、丙酮、乙酸乙酯、N-N二甲基 甲酰胺，所述扩链剂为乙二醇、1，4-丁二醇、1，2-丙二醇、1，6-己二醇，所述催化剂为二月 桂酸二丁基锡、辛酸亚锡。
[0006] 所述透明聚氨酯材料制备方法为：按配比先将四氢呋喃90(Tl300mL加入到反 应釜中，对反应釜抽真空，在氮气保护下加入木糖30g、异氰酸酯8(Tl50g，在室温下搅拌 30-60min后加入二月桂酸二丁基锡0. 03~0. 05g，反应釜升温至3(T80°C，继续搅拌1~3h，用 二正丁胺发检测溶液中NCO含量，当NCO含量在15~18时，向反应釜中加入乙二醇15~30g， 继续搅拌反应15飞Onim，减压除去溶剂，得到透明的粘稠溶液，用延流法将透明溶液铺膜， 在室温条件下干燥6~10h，即可得到透明聚氨酯膜。制备的聚氨酯膜具有透光性、耐酸性、 耐碱性、良好的机械性能。
[0007] 本发明的有益效果是：以木糖为原料与异氰酸酯发生反应制备透明聚氨酯，木糖 是从天然植物的秸杆、芯、壳中提取制备，原料来源广泛，是可再生资源，以木糖为原料制备 聚氨酯不但可以提高资源的利用率，而且为聚氨酯工业提供廉价的原料来源，减少对石油 产品的依赖性，降低成本，对发展聚氨酯工业具有十分重要的现实意义。
【附图说明】
[0008] 图1是透明聚氨酯膜和木糖的红外光谱图。
【具体实施方式】
[0009] 下面通过实施例对本发明做进一步的说明，但本发明要求保护的范围并不局限于 实施例表达的范围。
[0010] 实施例1 按照本实施例的聚氨酯的制备方法，其包括如下步骤：将乙酸乙酯900mL加入到反应 釜中，对反应体系抽真空处理，在氮气保护下加入木糖30g和异佛尔酮二异氰酸酯90. 06g， 于室温下搅拌并反应30min，然后向继续搅拌的反应体系中加入催化剂二月桂酸二丁基锡 0. 032g，油浴升温至50°C，反应3. Oh，用二正丁胺法检测溶液中-NCO的含量，当-NCO的含 量达到15~18%时，向反应釜中加入扩链剂1，4_ 丁二醇20. 12g，继续反应30min，减压除去 乙酸乙酯溶剂，得到透明的粘稠溶液，通过延流法将透明的粘稠溶液铺膜，在室温的条件下 固化7h，得到透明聚氨酯膜材料。
[0011] 实施例2 按照本实施例的聚氨酯的制备方法，其包括如下步骤：将四氢呋喃1280mL加入到反应 釜中，对反应体系抽真空处理，在氮气保护下加入木糖30g和六亚甲基二异氰酸酯148. 6g， 于室温下搅拌并反应60min，然后向继续搅拌的反应体系中加入催化剂辛酸亚锡0. 048g， 油浴升温至70°C，反应2. 5h，用二正丁胺法检测溶液中-NCO的含量，当-NCO的含量达到 15~18%时，向反应釜中加入扩链剂1，6_己二醇29. 12g，继续反应15min，减压除去四氢呋喃 溶剂，得到透明的粘稠溶液，通过延流法将透明的粘稠溶液铺膜，在室温的条件下固化l〇h， 得到透明聚氨酯膜材料。
[0012] 实施例3 按照本实施例的聚氨酯的制备方法，其包括如下步骤：将丙酮990mL加入到反应釜 中，对反应体系抽真空处理，在氮气保护下加入木糖30g和4, 4-二环己基甲烷二异氰酸 酯110. 35g，于室温下搅拌并反应40min，然后向继续搅拌的反应体系中加入催化剂二月 桂酸二丁基锡0. 〇35g，油浴升