一種含咔唑基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] 咔唑是一個著名的空穴傳輸和電致發(fā)光單元。由于它們優(yōu)異的光電性能如光電 導(dǎo)、電致發(fā)光、光致變色材料，因此在聚合物的主鏈或側(cè)鏈引入咔唑基團(tuán)受到了很大的關(guān) 注。在電致變色中，咔唑衍生物是常用的材料空穴傳輸材料和發(fā)光層。此外，從結(jié)構(gòu)上看咔 唑具有不同二苯胺的平面結(jié)構(gòu)，同時在9取代位的多鏈烷基也能增加其溶解性，因此它可 以進(jìn)一步提高三苯胺的共軛性能和電子傳輸性能。
[0003] 聚氨酯獨特的微相分離結(jié)構(gòu)使其具有良好的彈性和力學(xué)強(qiáng)度，并且由于其具有絕 熱、隔音、耐磨、耐油、耐曬等特性，被廣泛應(yīng)用于人工合成革、軟硬泡沫塑料、纖維（尤其是 彈性纖維）、粘接劑、涂料、防水材料、鋪裝材料、彈性體等領(lǐng)域。但是現(xiàn)有的聚氨酯仍然存在 溶解性低，難以成膜加工，光電變色響應(yīng)靈敏度低、熱穩(wěn)定性差的問題，有待進(jìn)一步研宄提 尚。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004] 本發(fā)明的目的是要解決現(xiàn)有聚氨酯在有機(jī)溶劑中溶解度低，可加工性差和光電變 色響應(yīng)靈敏度低的問題，而提供一種含咔唑基的聚氨酯及其制備方法和應(yīng)用。
[0005] -種含咔唑基的聚氨酯的結(jié)構(gòu)式為：
【主權(quán)項】
1. 一種含咔唑基的聚氨酯，其特征在于一種含咔唑基的聚氨酯的結(jié)構(gòu)式為：
其中，所述的Ar為：
所述的R為：
所述的n的取值范圍為1彡n彡100,且 n為整數(shù)。
2. -種含咔唑基的聚氨酯的制備方法，其特征在于一種含咔唑基的聚氨酯的制備方法 具體是按以下步驟完成的： 一、 合成單胺單體： ① 、在氮氣氣氛下，將咔唑溶于無水二甲基亞砜中，再加入對氟硝基苯和氫化鈉，再在 溫度為150°C~160°C下加熱回流36h~48h，再使用溫度為0°C~5°C的蒸餾水沉出生成 物A，再使用再用乙腈對生成物A進(jìn)行重結(jié)晶，再在溫度為40°C~50°C下干燥10h~12h， 得到三苯胺硝基化合物； 步驟一①中所述的味挫的質(zhì)量與無水二甲基亞砜的體積比為（0.lg~0. 5g) : 10mL; 步驟一①中所述的咔唑與對氟硝基苯的摩爾比為1:1 ; 步驟一①中所述的咔唑與氫化鈉的質(zhì)量比為（8~12) : 1 ; ② 、將三苯胺硝基化合物溶于N，N'-二甲基甲酰胺溶劑中，再加入Pb/C催化劑，再在 氫氣氣氛和壓力為8MPa~lOMPa、溫度為60°C~80°C和攪拌速度為100r/min~300r/min 的條件下攪拌反應(yīng)30~40h，再加入溫度為0°C~5°C的蒸餾水沉出生成物B;再使用甲苯 對生成物B進(jìn)行重結(jié)晶，再在溫度為40°C~50°C下干燥10h~12h，得到單胺單體； 步驟一②中所述的三苯胺硝基化合物的質(zhì)量與N，N'-二甲基甲酰胺溶劑的體積比為 (0?lg~0? 5g) :lOmL； 步驟一②中所述的三苯胺硝基化合物與Pb/C催化劑的質(zhì)量比為（8~10) : 1 ; 二、 合成三芳胺單體： ①、氮氣氛圍下，將單胺單體溶解到無水二甲基亞砜中，再加入對氟硝基苯及氫化鈉， 再在溫度為150 °C~160 °C下加熱回流36h~48h，再使用溫度為0 °C~5 °C的蒸餾水沉出生 成物C，再用乙腈對生成物C進(jìn)行重結(jié)晶，再在溫度為40°C~50°C下干燥lOh~12h，得到 三芳胺硝基化合物； 步驟二①中所述的單胺單體的質(zhì)量與無水二甲基亞砜的體積比為（〇.lg~ 0. 5g) :lOmL； 步驟二①中所述的單胺單體與對氟硝基苯的摩爾比為1:1 ; 步驟二①中所述的單胺單體與氫化鈉的質(zhì)量比為（8~12) : 1 ; ②、將N，N'-二甲基甲酰胺加入到反應(yīng)釜中，再將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催化劑，再在氫氣氣氛和壓力為8MPa~lOMPa、溫度 為60°C~80°C和攪拌速度為100r/min~300r/min的條件下攪拌反應(yīng)30~40h，再加入 溫度為〇°C~5°C的蒸餾水沉出生成物D;再使用甲苯對生成物D進(jìn)行重結(jié)晶，再在溫度為 40°C~50°C下干燥10h~12h，得到三芳胺單體； 步驟二②中所述的三芳胺硝基化合物的質(zhì)量與N，N'-二甲基甲酰胺的體積比為 (0?lg~0? 5g) :lOmL； 步驟二②中所述的三芳胺硝基化合物與Pb/C催化劑的質(zhì)量比為（8~10) : 1 ; 三、 合成異氰酸酯單體： 氮氣氛圍下，將三芳胺單體與三光氣溶于無水二氯乙烷中，再在溫度為80°C~85°C下 加熱回流8h~10h，再使用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀將無水二氯乙烷蒸出，得到異氰酸酯單體； 步驟三中所述的三芳胺單體的質(zhì)量與無水二氯乙燒的體積比為（0.lg~0. 5g) : 10mL; 步驟三中所述的三芳胺單體與三光氣的摩爾比為3: (1~2); 四、 合成含咔唑基的聚氨酯： ① 、氮氣氛圍下，將二羥基化合物溶于無水二氯乙烷中，得到二羥基化合物溶液； 步驟四①中所述的二羥基化合物的質(zhì)量與無水二氯乙烷的體積比為（〇.lg~ 0. 5g) :lOmL； ② 、氮氣氛圍下，將異氰酸酯單體溶于無水二氯乙烷中，得到異氰酸酯溶液； 步驟四②中所述的異氰酸酯單體的質(zhì)量與無水二氯乙烷的體積比為（〇.lg~ 0. 5g) :lOmL； ③ 、氮氣氛圍下，將異氰酸酯溶液與二羥基化合物溶液混合，再在溫度為80°C~85°C 和氮氣氣氛下反應(yīng)24h~36h，再使用溫度為0°C~5°C的蒸餾水沉出生成物E，再使用甲醇 對生成物E抽提60h~72h，再在溫度為40°C~50°C下干燥10h~12h，得到含咔唑基的聚 氨酯； 步驟四③中所述的異氰酸酯溶液中異氰酸酯單體與二羥基化合物溶液中的二羥基化 合物的摩爾比為1:1 ; 步驟四③所述的含咔唑基的聚氨酯的結(jié)構(gòu)式為：
其中， 所述的Ar為： 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)。 ，
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種含咔唑基的聚氨酯的制備方法，其特征在于步驟三得到 的異氰酸酯單體的結(jié)構(gòu)為
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種含咔唑基的聚氨酯的制備方法，其特征在于步驟四①中 所述的二羥基化合物為
或
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種含咔唑基的聚氨酯的制備方法，其特征在于步驟一②中 所述的Pb/C催化劑中Pb的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種含咔唑基的聚氨酯的制備方法，其特征在于步驟二②中 所述的Pb/C催化劑中Pb的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%。
7. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種含咔唑基的聚氨酯的制備方法，其特征在于步驟一①中 所述的咔唑的質(zhì)量與氫化鈉的質(zhì)量比為10:1。
8. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種含咔唑基的聚氨酯的制備方法，其特征在于步驟二①中 所述的單胺單體與氫化鈉的質(zhì)量比為10:1。
9. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種含咔唑基的聚氨酯的制備方法，其特征在于步驟三中所 述的三芳胺單體與三光氣的摩爾比為3:2。
10. -種含咔唑基的聚氨酯的應(yīng)用，其特征在于一種含咔唑基的聚氨酯作為光電材料 用于電致變色、光致變色、空穴傳輸材料、三階非線性、防偽、偽裝材料和顯示材料中。
【專利摘要】一種含咔唑基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)有聚氨酯在有機(jī)溶劑中溶解度低，可加工性差和光電變色響應(yīng)靈敏度低的問題。一種含咔唑基的聚氨酯的結(jié)構(gòu)式為：其中，所述的Ar為：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)。制備方法：一、合成單胺單體；二、合成三芳胺單體；三、合成異氰酸酯單體；四、合成含咔唑基的聚氨酯。本發(fā)明可獲得一種含咔唑基的聚氨酯。
【IPC分類】C09K9-02, C08G18-32, C08G18-78
【公開號】CN104844782
【申請?zhí)枴緾N201510263253
【發(fā)明人】牛海軍, 紀(jì)艷, 張春雨, 浦麗莉, 秦川麗, 白續(xù)鐸
【申請人】黑龍江大學(xué)
【公開日】2015年8月19日
【申請日】2015年5月21日