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本发明公开了一种聚氨酯材料及其制备方法，所述聚氨酯材料是由聚二元醇或聚二元胺与过量N`,N‑羰基二咪唑先通过预聚反应得到被咪唑基团两端封闭的预聚物，再通过预聚物两端的咪唑基团分别与小分子二元胺或小分子二元醇经扩链反应得到目标聚氨酯材料。得到的聚氨酯材料纯度高，其分子量为30000‑90000。本发明改进了传统的聚氨酯合成工艺，采用N`,N‑羰基二咪唑替代毒性强的异氰酸酯，有效避免了在聚氨酯生产过程中采用异氰酸酯所带来的环境污染和对人体的伤害。

一种聚氨酯材料的制备方法，包括以下步骤：(1)预聚：取如式(Ⅴ)或式(Ⅵ)所示的聚二元醇或取如式(Ⅶ)所示的聚二元胺，将所述聚二元醇或聚二元胺与N`N-羰基二咪唑按摩尔比1:1.1-1.5溶解在溶剂中，加入催化剂，在反应温度为35-150℃下进行预聚反应2-5h，得到预聚物，所述预聚物为酯基咪唑或氨基甲酰咪唑；式(Ⅴ)、式(Ⅵ)和式(Ⅶ)中，m，n，a和b为聚合度，m，n分别为5-50的自然数，a为5-35的自然数，b为20-160的自然数；(2)扩链：待步骤(1)所述反应温度降至室温后，在步骤(1)所述酯基咪唑预聚物中加入小分子二元胺作扩链剂，或在步骤(1)所述氨基甲酰咪唑预聚物中加入小分子二元醇作扩链剂，在反应温度为35-55℃下进行扩链反应1-5h，停止反应，得到聚氨酯材料.

聚氨酯具有良好的弹性、低温柔韧性、耐磨性以及粘结强度好等特性，在化学材料领域具有广泛的应用。聚氨酯泡沫材料可以用于制造建筑隔热材料、管道设施保温材料、沙发垫等生活用品；聚氨酯弹性体具有良好的拉伸强度、抗撕裂强度以及耐磨性、耐水性等有点可以作为软管垫圈、齿轮等涂覆材料、以及实心轮胎等方面。聚氨酯涂料具有较强黏合性可以用于家庭涂料、建筑涂料等。可以通过调节使聚氨酯具有高度黏合性，作为胶黏剂用于包装、木材、汽车、制鞋等行业，聚氨酯还具有优良的生物相容性被广泛用作生物医用材料。虽然聚氨酯材料具有非常广泛的应用，然而，机械损伤、化学侵蚀、光热老化等因素会导致其力学性能和使用寿命大大下降。

受自然界生物体自主修复损伤特性的启发，人们发展了智能自修复型聚氨酯材料。聚氨酯材料的高强机械性能度及自修复性能对其实际应用具有重要价值，然而，同时实现两者于一体面临着巨大挑战。

中国科学院深圳先进技术研究院提升了粤港地区及我国先进制造业和现代服务业的自主创新能力，推动我国自主知识产权新工业的建立，成为国际一流的工业研究院。 深圳先进院目前已初步构建了以科研为主的集科研、教育、产业、资本为一体的微型协同创新生态系统，由九个研究平台，国科大深圳先进技术学院，多个特色产业育成基地、多支产业发展基金、多个具有独立法人资质的新型专业科研机构等组成。开展先进技术研究，促进科技发展。信息、电子、通讯技术研究新材料、新能源技术研究高性能计算、自动化、精密机械研究生物医学与医疗仪器研究相关学历教育、博士后培养与学术交流。

本发明中，所述聚氨酯材料以端羟基聚合物为反应基体，再配合第一扩链剂和第二扩链剂，形成大量的多重氢键，而且稀土化合物中的离子与聚氨酯之间的配位作用可有效耗散能量，从而使聚氨酯材料具有超强拉伸性和韧性；同时，多重氢键作用及配位作用的可逆性赋予聚氨酯自修复性能。此外，聚氨酯中自发形成的纳米限域相及交联剂可同时提供物理和化学交联点，从而增强聚氨酯材料机械性能；因此，本发明所述聚氨酯材料兼具优异的拉伸强度、断裂伸长率和自修复性能。

技术合作

所述第一扩链剂、第二扩链剂和交联剂中总羟基摩尔含量为100％计，所述第一扩链剂的羟基摩尔含量控制在15％-30％，所述第二扩链剂的羟基摩尔含量控制在65％-84％，所述交联剂的羟基摩尔含量控制在1％-5％，形成的聚氨酯材料性能更佳。

申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细方法，但本发明并不局限于上述详细方法，即不意味着本发明必须依赖上述详细方法才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。