一種含有三苯胺基團(tuán)的聚氨酯及其制備方法和應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種聚氨酯及其制備方法和應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 三芳胺分子因具有其獨(dú)特的螺旋槳狀結(jié)構(gòu)，使其具有優(yōu)異的耐熱性，光導(dǎo)性和空 穴傳輸性能，并且易溶于大多數(shù)普通有機(jī)溶劑。三苯胺結(jié)構(gòu)單元作為電致變色材料的一個 部分是因?yàn)榫哂锌昭▊鬏旉栯x子和具有易氧化的中心氮原子的的能力。在實(shí)際應(yīng)用過程中 含有三苯胺電致變色的材料有長期的穩(wěn)定性，明顯的透射率變化（△ % T)和高的著色效率 等優(yōu)點(diǎn)。聚氨酯獨(dú)特的微相分離結(jié)構(gòu)使其有著非常好的彈性和力學(xué)強(qiáng)度，并且具有絕熱、隔 音、耐磨、耐油、耐曬等特性，因此被廣范應(yīng)用。近幾十年來，在光電化學(xué)領(lǐng)域的研宄聚氨酯 的熱度逐漸上升，并且得到的廣泛的關(guān)注。但是現(xiàn)有的聚氨酯仍然存在溶解性低，難以成膜 加工，有待進(jìn)一步研宄提高。
[0003] 現(xiàn)有的聚氨酯電致變色材料的主要問題是具有較低的溶解度，一個主要的解決方 法是將大的基團(tuán)引入大聚合物主鏈中，通過改變化學(xué)結(jié)構(gòu)和組成，聚氨酯的許多應(yīng)用可以 進(jìn)一步的提高。我們主要的策略是合成含有三苯胺的二異氰酸酯并與雙羥基化合物反應(yīng)， 直接制備聚氨酯。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是要解決現(xiàn)有的聚氨酯在有機(jī)溶劑中溶解度低，難以加工的問題， 而提供一種含有三苯胺基團(tuán)的聚氨酯及其制備方法和應(yīng)用。
[0005] -種含有三苯胺基團(tuán)的聚氨酯的結(jié)構(gòu)式為
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種含有三苯胺基團(tuán)的聚氨酯，其特征在于一種含有三苯胺基團(tuán)的聚氨酯的結(jié)構(gòu)式
所述的η的取值范圍為1 < η < 100,且η為整數(shù)。
2. -種含有三苯胺基團(tuán)的聚氨酯的制備方法，其特征在于一種含有三苯胺基團(tuán)的聚氨 酯的制備方法是按以下步驟完成的： 一、合成Ν，Ν' -二（α -萘基）-Ν，Ν' -二（4-異氰酸苯酯）聯(lián)苯單體： ① 、在氮?dú)鈿夥障聦，N-二（1-萘基）-4, 4-聯(lián)苯二胺溶解到二甲基亞砜中，再加入對 氟硝基苯和氫化鈉，再在100°c下反應(yīng)24h~30h，得到反應(yīng)液；將反應(yīng)液加入到冷水中，再 進(jìn)行抽濾，棄去濾液，得到黃色沉淀物質(zhì)；使用乙腈對黃色沉淀物質(zhì)清洗2次~4次，再在溫 度為30°C~40°C下干燥8~15h，得到反應(yīng)產(chǎn)物A ; 步驟一①中所述的N, N-二（1-萘基）-4, 4-聯(lián)苯二胺的質(zhì)量與二甲基亞砜的體積比為 (7g ~9g) : 10OmT,； 步驟一①中所述的對氟硝基苯的質(zhì)量與二甲基亞砜的體積比為（7g~9g) : IOOmL ; 步驟一①中所述的氫化鈉的質(zhì)量與二甲基亞砜的體積比為（Ig~3g) : IOOmL ; ② 、將反應(yīng)產(chǎn)物A和Pd/C催化劑溶解到N，N'-二甲基甲酰胺中，在氫氣氣氛下、壓 力為7MPa~9MPa、攪拌速度為120r/min~150r/min和溫度為70°C~90°C的條件下反應(yīng) 40h~45h，得到黃綠色沉淀物質(zhì)；將黃綠色沉淀物質(zhì)進(jìn)行抽濾，棄去濾液，得到反應(yīng)物B ;再 使用甲苯清洗反應(yīng)物B 2次~4次，再在溫度為30°C~40°C下烘干3h~5h，得到N，K -二 (α -萘基）-N，N'-二（4-苯胺）聯(lián)苯二胺單體； 步驟一②中所述的反應(yīng)產(chǎn)物A的質(zhì)量與Ν，V -二甲基甲酰胺的體積比為（3g~ 5g) : 25OmL ； 步驟一②中所述的Pd/C催化劑的質(zhì)量與N，N'-二甲基甲酰胺的體積比為（0.5g~ 2g) : 25OmL ； 步驟一②中所述的Pd/C催化劑中Pd的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10% ; ③ 、將Ν，Ν' -二（α -萘基）-N，Ν' -二（4-苯胺）聯(lián)苯二胺單體和三光氣分別加入到 經(jīng)過減壓蒸餾的無水二氯乙烷中，再在溫度為80°C~100°C下加熱回流8h~10h，再除去無 水二氯乙烷，得到Ν，Ν' -二（α -萘基）-N，Ν' -二（4-異氰酸苯酯）聯(lián)苯單體； 步驟一③中所述的Ν，Ν' -二（α -萘基）-Ν，Ν' -二（4-苯胺）聯(lián)苯二胺單體的質(zhì)量與 經(jīng)過減壓蒸餾的無水二氯乙烷的體積比為（2g~3g) :20mL ; 步驟一③中所述的三光氣的質(zhì)量與經(jīng)過減壓蒸餾的無水二氯乙烷的體積比為 (0· 5g ~lg) : 2OmL ； 二、 制備含Ν，Ν' -二（α-萘基）-Ν，Ν' -二（4-異氰酸苯酯）聯(lián)苯結(jié)構(gòu)的三芳胺聚氨 醋： 將步驟一③得到的Ν，Ν' -二（α -萘基）-Ν，Ν' -二（4-異氰酸苯酯）聯(lián)苯單體和雙 羥基化合物加入到無水有機(jī)溶劑中，再在溫度為80°C~KKTC和攪拌速度為120r/min~ 150r/min的條件下攪拌反應(yīng)24h~30h，得到含Ν，Ν' -二（α -萘基）-N，Ν' -二（4-異氰 酸苯醋）聯(lián)苯結(jié)構(gòu)的三芳胺聚氨醋； 步驟二中所述的Ν，Ν' -二（α -萘基）-Ν，Ν' -二（4-異氰酸苯酯）聯(lián)苯單體的質(zhì)量與 無水有機(jī)溶劑的體積比為（〇. 5g~0. 6g) : IOmL ; 步驟二中所述的雙羥基化合物的質(zhì)量與無水有機(jī)溶劑的體積比為（0. 2g~ 0. 3g) : 10mT,； 三、 固化成膜：將含Ν，Ν' -二（α -萘基）-N，Ν' -二（4-異氰酸苯酯）聯(lián)苯結(jié)構(gòu)的三芳 胺聚氨酯溶解到有機(jī)溶劑中，得到含Ν，Ν' -二（α-萘基）_Ν，Ν' -二（4-異氰酸苯酯）聯(lián) 苯結(jié)構(gòu)的三芳胺聚氨酯溶液；將含Ν，Ν' -二（α -萘基）-Ν，Ν' -二（4-異氰酸苯酯）聯(lián)苯 結(jié)構(gòu)的三芳胺聚氨酯溶液涂覆在ITO玻璃上，再在溫度為100°C~110°C下干燥2h~4h，得 到含有三苯胺基團(tuán)的聚氨酯； 步驟三中所述的含Ν，Ν' -二（α -萘基）-N，Ν' -二（4-異氰酸苯酯）聯(lián)苯結(jié)構(gòu)的三芳 胺聚氨酯的質(zhì)量與有機(jī)溶劑的體積比為（〇. OOlg~〇. 〇〇15g) :0. 5mL ; 步驟三中得到的含有三苯胺基團(tuán)的聚氨酯的結(jié)構(gòu)為
中，所述的R為：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種含有三苯胺基團(tuán)的聚氨酯的制備方法，其特征在于步驟 二中所述的無水有機(jī)溶劑為無水二氯乙烷。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種含有三苯胺基團(tuán)的聚氨酯的制備方法，其特征在于步 驟一③得到的N，Ν' -二（α -萘基）-Ν，Ν' -二（4-異氰酸苯酯）聯(lián)苯單體的結(jié)構(gòu)式為
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種含有三苯胺基團(tuán)的聚氨酯的制備方法，其特征在于步 驟二中所述的雙羥基化合物的結(jié)構(gòu)式為

6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種含有三苯胺基團(tuán)的聚氨酯的制備方法，其特征在于 步驟一①中所述的Ν, N-二（1-萘基）-4,4-聯(lián)苯二胺的質(zhì)量與二甲基亞砜的體積比為 8g:IOOmL0
7. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種含有三苯胺基團(tuán)的聚氨酯的制備方法，其特征在于步驟 一①中所述的對氟硝基苯的質(zhì)量與二甲基亞砜的體積比為8g: 100mL。
8. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種含有三苯胺基團(tuán)的聚氨酯的制備方法，其特征在于步驟 三中所述的含有三苯胺基團(tuán)的聚氨酯的厚度為80nm~150nm。
9. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種含有三苯胺基團(tuán)的聚氨酯的制備方法，其特征在于步驟 三中所述的有機(jī)溶劑為四氫呋喃、N，N'-二甲基乙酰胺、N，N'-二甲基甲酰胺或N-甲基 吡咯烷酮。
10. -種含有三苯胺基團(tuán)的聚氨酯的應(yīng)用，其特征在于一種含有三苯胺基團(tuán)的聚氨酯 作為變色材料在空穴傳輸和電致變色材料中應(yīng)用。
【專利摘要】一種含有三苯胺基團(tuán)的聚氨酯及其制備方法和應(yīng)用，它涉及一種聚氨酯及其制備方法和應(yīng)用。本發(fā)明的目的是要解決現(xiàn)有的聚氨酯在有機(jī)溶劑中溶解度低，難以加工的問題。一種含有三苯胺基團(tuán)的聚氨酯的結(jié)構(gòu)式為；其中，所述的R為：或；所述的n的取值范圍為1≤n≤100，且n為整數(shù)。方法：一、合成N,N’-二(α-萘基)-N,N’-二(4-異氰酸苯酯)聯(lián)苯單體；二、制備含N,N’-二(α-萘基)-N,N’-二(4-異氰酸苯酯)聯(lián)苯結(jié)構(gòu)的三芳胺聚氨酯；三、固化成膜，得到含有三苯胺基團(tuán)的聚氨酯。本發(fā)明可獲得一種含有三苯胺基團(tuán)的聚氨酯。
【IPC分類】C08G18-78, C08G18-76, C08G18-32
【公開號】CN104861138
【申請?zhí)枴緾N201510249670
【發(fā)明人】牛海軍, 吳曉彤, 張春雨, 蔡姝崴, 李宇
【申請人】黑龍江大學(xué)
【公開日】2015年8月26日
【申請日】2015年5月18日