CN115850651A

CN115850651A - 一种本征型无色透明抗紫外聚氨酯弹性体及其制备方法和应用

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Publication number: CN115850651A
Application number: CN202211511580.1A
Authority: CN
Inventors: 何素芹; 黄高尚; 黄淼铭; 刘文涛; 刘浩; 朱诚身; 徐琬琳
Original assignee: Zhengzhou University
Current assignee: Zhengzhou University
Priority date: 2022-11-29
Filing date: 2022-11-29
Publication date: 2023-03-28

Abstract

本发明属于聚氨酯材料领域，公开了一种本征型无色透明抗紫外聚氨酯弹性体及其制备方法和应用。本发明将苯并三唑类型的反应型紫外光吸收剂通过聚合反应连接至HMDI‑PTMEG型聚氨酯主链上，制备得到本征型无色透明的聚氨酯弹性体。本发明制备的聚氨酯弹性体兼具无色透明，优异的拉伸强度性能和抗老化性能，可作为一种无色透明紫外防护材料应用于抗紫外眼镜、面罩等个人防护制品。

Description

一种本征型无色透明抗紫外聚氨酯弹性体及其制备方法和应用

技术领域

本发明属于聚氨酯材料领域，具体涉及一种本征型无色透明抗紫外聚氨酯弹性体及其制备方法和应用。

背景技术

随着地球臭氧层的破坏，越来越多的紫外线到达地表，使得生活在高海拔地区的人们(尤其在面部和眼部)饱受紫外线的困扰，大大加重了人们患皮肤癌和白内障的危险。此外，过多的紫外线辐照也使得长期在户外使用的制品因紫外光老化而失去可用性而造成资源的浪费。因此，需要一种无色高透明且防紫外的高性能防护材料来解决上述难题。

热塑性聚氨酯弹性体(TPU)是以低聚物多元醇为软段，以二异氰酸酯和小分子多元醇为硬段的线性高分子材料。以聚氨酯作为新型紫外防护材料相对于传统的紫外防护材料具有高弹性、生物相容性好等优点。TPU因其配方的多样性，突出的性能，被广泛应用于生物医药、汽车零部件、运动器械、薄膜、管材等工业和生活中的各个领域。但是，长时间的紫外辐照仍会使聚氨酯出现黄变、龟裂、气泡、剥落等现象，使聚氨酯服役寿命减短。

目前对TPU抗紫外改性的方法有：1.在TPU基体中加入抗紫外填料，如CeO₂、TiO₂等，但是，因为这类填料通常带有颜色且不透明，随着抗紫外填料的加入聚氨酯复合材料的颜色及透明度会受到严重影响，从而限制了其应用领域。此外，填料在基体中易发生团聚，这也是此类方法所要面临的难题之一。2.在TPU基体中加入添加型抗紫外助剂，如紫外吸收剂、光稳定剂、抗氧剂等。在使用过程中，添加型抗紫外助剂在基体中易迁移，从而影响制品抗紫外性能的稳定性及机械性能。3.在TPU基体中加入天然抗氧化大分子，如木质素、槲皮素、胡萝卜素等。这些天然抗氧化大分子因其抗氧化性和较多的共轭结构很好地改善了聚氨酯的抗紫外性能。但是，天然抗氧化大分子的加入致使聚氨酯具有颜色，同时也会使聚氨酯的机械性能降低。因此，基于目前常见的聚氨酯材料在制备过程中因为原料选择及制备工艺的影响使聚氨酯具有颜色或不透明的前提下，需要一种本征型无色透明抗紫外弹性体来解决上述难题。

发明内容

针对现有技术中存在的问题和不足，本发明的目的在于提供一种本征型无色透明抗紫外聚氨酯弹性体及其制备方法和应用。

基于上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明第一方面提供了一种聚氨酯弹性体前驱体组合物，包括：(a)多异氰酸酯；(b)小分子多元醇；(c)低聚物多元醇；(d)反应型紫外光吸收剂；

其中，所述多异氰酸酯为脂环族异氰酸酯或/和脂肪族异氰酸酯；所述反应型紫外光吸收剂为2-[3’-(2H-苯并三唑)-5’-叔丁基-4’-羟基-苯基]-2-乙基丙烷-1,3-丙二醇，化学结构式如下所示：

更加优选地，所述多异氰酸酯为二异氰酸酯。

优选地，所述脂环族异氰酸酯为4,4’-二环已基甲烷二异氰酸酯(HMDI)或/和异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)；所述脂肪族异氰酸酯为六亚甲基二异氰酸酯(HDI)。

优选地，所述低聚物多元醇为聚四氢呋喃醚二醇(PTMEG)、聚碳酸酯二醇(PCDL)、聚乙二醇(PEG)、聚丙二醇(PPG)中的一种或多种；所述小分子多元醇为乙二醇(EG)、1,2-丙二醇(MPG)、1,3-丙二醇(1,3-PDO)、1,4-丁二醇(BDO)中的一种或多种。

优选地，所述前驱体组合物还包括溶剂和催化剂；所述溶剂为碳酸二甲酯(DMC)、N,N-二甲基酰胺(DMF)、N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)中的一种或多种；所述溶剂的用量为多异氰酸酯、小分子多元醇、低聚多元醇和反应型紫外光吸收剂四者质量和的50％-80％。

优选地，所述催化剂为二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡或三亚乙基二胺。更加优选地，所述催化剂的用量为多异氰酸酯、小分子多元醇、低聚物多元醇、反应型紫外光吸收剂和催化剂五者质量和的1％-2％。

优选地，所述反应型紫外光吸收剂的用量是多异氰酸酯、小分子多元醇、低聚物多元醇和反应型紫外光吸收剂四者质量和的0.5％-1％。

优选地，所述多异氰酸酯的物质的量与小分子多元醇、低聚多元醇和反应型紫外光吸收剂三者物质的量之和的比为(0.98-1.05)∶1；所述多异氰酸酯、小分子多元醇和反应型紫外光吸收剂三者质量和占多异氰酸酯、小分子多元醇、低聚多元醇和反应型紫外光吸收剂四者质量和的24％-45％。

进一步地，多异氰酸酯指数R控制在0.98-1.05之间，其计算公式如下：

式中，m_i为二异氰酸酯的质量，单位：g；m_d为小分子二元醇的质量，单位：g；m_g为低聚物多元醇的质量，单位：g；m_b为反应型紫外吸收剂的质量，单位：g；M_i为二异氰酸酯的相对分子质量；M_d为小分子二元醇的相对分子质量；M_g为低聚物多元醇的相对分子质量；M_b为反应型紫外吸收剂的相对分子质量。

进一步地，聚氨酯弹性体中硬段含量Ch范围控制在24％-45％之间，其计算公式如下：

式中，m_i为二异氰酸酯的质量，单位：g；m_d为小分子二元醇的质量，单位：g；m_g为低聚物多元醇的质量，单位：g；m_b为反应型紫外吸收剂的质量，单位：g。

本发明第二方面提供了一种聚氨酯弹性体，由上述第一方面所述的前驱体组合物进行聚合反应后制备而成。本发明制备的聚氨酯弹性体的透光率可达91％；拉伸强度可达67MPa。

本发明第三方面提供了上述第二方面所述的聚氨酯弹性体的制备方法，包括如下步骤：

(1)将低聚多元醇、多异氰酸酯和反应型紫外光吸收剂加入密闭反应器中，在惰性气氛下，于60-90℃条件下进行预反应，得到预聚体；

(2)向步骤(1)得到的预聚体中加入溶剂和小分子多元醇，在60-90℃下继续进行聚合反应，反应结束后得到聚氨酯溶液，固化后即得聚氨酯弹性体。

更加优选地，所述低聚多元醇在进行预反应前还进行除水处理。更加优选地，所述除水处理步骤为100-120℃抽真空除水2-3h，除水处理后冲入氮气保护。

更加优选地，步骤(1)中所述惰性气体为氮气。

更加优选地，由于多异氰酸酯加入量较大，步骤(1)中得到的预聚体为多异氰酸酯中的NCO封端的聚氨酯预聚体。

更加优选地，步骤(1)中还可在反应器中加入催化剂，促进预反应反应完全以及聚合反应。进一步地，当预反应2-2.5h结束后，在反应器中加入所述催化剂，继续反应0.5-1h。此外，加入催化剂后将反应温度由80-90℃调低至60℃，即可完成反应过程。

优选地，步骤(2)中所述聚合反应时间为3-5h。

更加优选地，所述固化处理可为流延成膜后熟化处理而成。更加优选地，所述流延成膜操作具体为：将聚氨酯溶液倒入模具中，60℃烘干而成；所述熟化处理的时间为48-96h。

进一步地，由于熟化过程中会出现气泡，将熟化后的聚氨酯弹性体薄膜进行真空压膜处理；所述真空压膜处理条件为：上下模温度140℃，压力2500kg，制备的成品厚度约为0.5mm。

抗紫外原理：本发明反应型紫外光吸收剂在紫外光的激发下，分子内部发生质子转移，形成分子内氢键螯合环转变成同分异构体，通过同分异构体的相互转变，释放热量将紫外光能量耗散。因此，本发明制备的聚氨酯弹性体可以在吸收紫外光后，将紫外光的能量以较低的热能、荧光或磷光的形式释放能量，以此达到紫外防护作用。

本发明第四方面提供了上述第二方面所述的聚氨酯弹性体在制备高透明抗紫外防护材料中的应用。尤其是眼罩、眼镜片辅助贴片和面罩中的应用。如根据模具的不同将聚氨酯弹性体制成不同形状的眼罩或面罩；也可将流延成膜的聚氨酯弹性体膜片贴附于眼镜片上起到抗紫外的防护作用。

进一步地，一种抗紫外眼镜制备方法，具体为：将制备的抗紫外聚氨酯弹性体通过流延、吹塑或热压等方法制备出无色透明抗紫外聚氨酯薄膜；在此基础上，将制备的聚氨酯薄膜以粘附的方式粘贴在普通商用眼镜的镜片之上，即可得到抗紫外眼镜，用于保护眼睛不受紫外光的侵害。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

(1)本发明将苯并三唑类型的反应型紫外光吸收剂2-[3’-(2H-苯并三唑)-5’-叔丁基-4’-羟基-苯基]-2-乙基丙烷-1,3-丙二醇通过聚合反应连接至HMDI-PTMEG型聚氨酯主链上，制备得到本征型无色透明的聚氨酯弹性体。这是因为，本发明紫外光吸收剂的分子结构中含有二羟基基团可以与二异氰酸酯反应生成氨基甲酸酯，不但解决了添加型紫外吸收剂在基体中小分子易迁移从而影响材料机械性能的问题，还能保留聚氨酯无色透明的性质，拓宽了聚氨酯的应用领域。在其中一个实施例中，本发明制备的聚氨酯弹性体成品呈现无色透明；经紫外辐照后的拉伸强度的保持率高达99.7％，抗紫外老化效果显著；拉伸强度也高达67MPa，这可能是因为苯并三唑基团的引入增加了分子链的刚性，使其强度升高。

(2)本发明制备的HMDI-PTMEG型聚氨酯弹性体兼具无色透明及优异的拉伸强度性能与抗老化性能，杜绝了聚氨酯在制备过程中产物易变黄、结晶(透明性降低)的不利影响。在其中一个实施例中，本发明制备的HMDI-PTMEG型聚氨酯弹性体透光度高达91％，这可能是因为优选的异氰酸酯与低聚物多元醇在制备过程中不会出现变黄、结晶的现象且苯并三唑基团的加入并不影响聚氨酯无色透明的性能。因此本发明制备的聚氨酯弹性体可作为一种无色透明紫外防护材料应用于抗紫外眼镜、面罩等个人防护制品，用以长期生活在高海拔地区的人群预防白内障、皮肤癌等疾病的发生。

附图说明

图1为本发明实施例1-1制备的聚氨酯弹性体薄膜样品实物图；

图2为本发明实施例1-1制备的聚氨酯弹性体样品在哑铃作用下的高拉伸强度示意图；

图3为本发明实施例1-1制备的聚氨酯弹性体样品的抗紫外防护性能示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下通过实施例结合附图，对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

需要说明的是，本申请制备的聚氨酯弹性体样品制成哑铃型样品后放置在紫外灯下辐照，辐照条件设置：温度为25℃，光源类型为UVA-365nm，功率为300W。样品在此条件下曝光到24h后，将样品取出放在标准环境下平衡3h后再进行其他如拉伸性能测试。

本申请采用万能机械拉伸机(SANS公司)分别对辐照前后的聚氨酯弹性体进行拉伸性能及循环拉伸性能测试。测试过程参数为：样品薄膜(厚度d＝0.55±0.03mm)使用标准裁刀裁为哑铃形样条(标距13mm，宽2mm)，应变速率为100mm/min，室温条件(约25±5℃)，相对湿度为45±5％。每个样品等条件重复试验8次，取其平均值作为该样品的拉伸性能结果。

本申请还对辐照前的聚氨酯弹性体进行透光率测试，具体为：将聚氨酯薄膜切成长方形(20mm×50mm)贴于4mL玻璃皿外侧，之后将玻璃皿置于紫外-可见分光度计中，测试复合膜在380-780nm波长范围内的透光率。

实施例1：聚氨酯弹性体制备方法中多异氰酸酯种类的探讨

为了探讨异氰酸酯种类对制得的透明聚氨酯弹性体的性能影响，发明人分别做了以下实验，即实施例1-1至实施例1-3，其对应的异氰酸酯种类分别为：HMDI、MDI、IPDI，对制得的聚氨酯弹性体的性能测定结果如表1所示。

实施例1-1

本发明实施例提供一种聚氨酯弹性体，其制备方法包括如下步骤：

(1)将15g聚四氢呋喃醚二醇PTMEG-2000(分子量为2000，0.0075mol)加入到带有搅拌器及温度计的三口烧瓶中，在120℃下进行抽真空除水2h；除水完成后充入氮气降温，当温度降至80℃时，称取8.3427g HMDI(0.0318mol)和0.1250g 2-[3’-(2H-苯并三唑)-5’-叔丁基-4’-羟基-苯基]-2-乙基丙烷-1,3-丙二醇(奇钛(上海)化学科技有限公司，商品名：Chiguard R-455，分子量为399，0.0003mol)加入到三口烧瓶中，控制紫外吸收剂含量为0.5％。保持反应2h后，降温至60℃，加入催化剂DBTDL(总质量(不包括溶剂)的1％)，使其充分反应0.5h，得到预聚体。

(2)向步骤(1)得到的预聚体中加入20mLDMAc(18.74g，0.2151mol)溶剂降低体系粘度，搅拌均匀后再加入1.98mL BDO(2.0139g，0.0223mol)，充分反应3h后，形成均匀的TPU溶液，倒入PTFE模具中流延成膜，熟化72h后制得TPU薄膜。

(3)由于熟化过程中会出现气泡，将所得的TPU薄膜剪碎后称取1.70g利用真空压膜机，在上下模温度140℃、目标压力2500kg条件下压制成厚度约为0.5mm的本征型无色透明抗紫外聚氨酯弹性体薄膜。

本实施例制备聚氨酯弹性体薄膜样品实物图如图1所示；图2为0.05g本实施例制备的聚氨酯弹性体样品在5kg哑铃作用下的高拉伸强度示意图；图3为本实施例制备的聚氨酯弹性体样品的抗紫外防护性能示意图，其中，10元人民币的水印在紫外光下显示明显，但经本发明制备的聚氨酯弹性体样品覆盖后，水印在紫外光下消失，表明本发明制备的聚氨酯弹性体样品的抗紫外防护性能优异。

实施例1-2

一种聚氨酯弹性体内容与实施例1-1的内容基本相同，其不同之处在于：步骤(1)中将8.3427g HMDI换为7.0685g IPDI(0.0318mol)，同时将2-[3’-(2H-苯并三唑)-5’-叔丁基-4’-羟基-苯基]-2-乙基丙烷-1,3-丙二醇的用量由0.1250g调整为0.1189g，保持紫外吸收剂含量为0.5％。

对比例1-1

一种聚氨酯弹性体内容与实施例1-1的内容基本相同，其不同之处在于：步骤(1)中将8.3427g HMDI替换为7.9583g MDI(4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯，0.0318mol)，同时将2-[3’-(2H-苯并三唑)-5’-叔丁基-4’-羟基-苯基]-2-乙基丙烷-1,3-丙二醇的用量由0.1250g调整为0.1232g，保持紫外吸收剂含量为0.5％。

表1实施例1制备的聚氨酯弹性体样品的性能参数

从表1可以看出，将实施例与对比例对比可以看出，含苯环的MDI制备出的聚氨酯呈现黄色，这是由苯环氧化为醌式结构引起的。将实施例1-1和1-2比较后我们发现，由于IPDI(异佛尔酮二异氰酸酯)的不规则结构，反应活性较低，制备出的样品表现出较低的力学性能和抗紫外性能。因此，优选HMDI制备无色透明兼具优异力学性能的实施例1-1制备的聚氨酯弹性体。

进一步地，发明人还以聚己内酯二醇(PCL)为原料制备了PCL型聚氨酯，但因PCL软段较为规整的结构表现出常温下易结晶的性质，故PCL型聚氨酯在常温下为白色不透明的状态。因此，筛选出HMDI-PTMEG/PCDL型聚氨酯为一种在常温下表现出无色透明性质的聚氨酯。

实施例2：聚氨酯弹性体制备方法中反应型紫外吸收剂用量的探讨

为了探讨反应型紫外吸收剂用量对制得的透明聚氨酯弹性体的性能影响，发明人分别做了以下实验，即实施例1-1、实施例2-1至实施例2-3和对比例2-1，其对应的反应型紫外吸收剂用量分别为：0.5wt％、0.25wt％、0.75wt％、1wt％、0wt％，对制得的聚氨酯弹性体的性能测定结果如表2所示。

实施例2-1

一种聚氨酯弹性体内容与实施例1-1的内容基本相同，其不同之处在于：步骤(1)中所述2-[3’-(2H-苯并三唑)-5’-叔丁基-4’-羟基-苯基]-2-乙基丙烷-1,3-丙二醇的用量由0.1250g调整为0.0624g，控制紫外吸收剂含量为0.25％；步骤(2)中BDO的用量由1.98mL调整为2.00mL，保持R值不变。

实施例2-2

一种聚氨酯弹性体内容与实施例1-1的内容基本相同，其不同之处在于：步骤(1)中所述2-[3’-(2H-苯并三唑)-5’-叔丁基-4’-羟基-苯基]-2-乙基丙烷-1,3-丙二醇的用量由0.1250g调整为0.1878g，控制紫外吸收剂含量为0.75％；步骤(2)中BDO的用量由1.98mL调整为1.97mL，保持R值不变。

实施例2-3

一种聚氨酯弹性体内容与实施例1-1的内容基本相同，其不同之处在于：步骤(1)中所述2-[3’-(2H-苯并三唑)-5’-叔丁基-4’-羟基-苯基]-2-乙基丙烷-1,3-丙二醇的用量由0.1250g调整为0.2509g，控制紫外吸收剂含量为1％；步骤(2)中BDO的用量由1.98mL调整为1.96mL，保持R值不变。

对比例2-1

一种聚氨酯弹性体内容与实施例1-1的内容基本相同，其不同之处在于：步骤(1)中不加2-[3’-(2H-苯并三唑)-5’-叔丁基-4’-羟基-苯基]-2-乙基丙烷-1,3-丙二醇，控制紫外吸收剂含量为0％；步骤(2)中BDO的用量由1.98mL调整为2.01mL，保持R值不变。

表2实施例和对比例制备的聚氨酯弹性体样品的性能参数

从表2可以看出，将实施例和对比例对比后我们发现，不加紫外光吸收剂的对比例2-1样品的抗老化能力极差，24h老化处理后，拉伸强度降低91％。这是因为经过聚合反应后，苯并三唑基团被嵌入到HMDI-PTMEG型聚氨酯主链结构中，有效提高了聚氨酯的抗紫外性能。

将实施例1-1和实施例2-1至2-3对比后我们发现，随着紫外光吸收剂添加比例的增加，老化处理前样品的拉伸强度呈现先升高后稳定的趋势，样品透光率有略微降低；24h老化处理后样品的拉伸强度保持率呈现先升高后降低的趋势。这是因为，苯并三唑基团可以吸收紫外光的能量并将其转化为热能等其他形式的能量散发出去，适量的紫外吸收剂可以有效减小聚氨酯材料的紫外光氧化程度；但是随着紫外吸收剂含量的增加，过多的紫外光被转化为热能散发出去，这可能导致聚氨酯发生热氧老化，使得拉伸强度保持率降低。因此，优选0.5％的反应型紫外光吸收量进行聚氨酯弹性体的制备。

实施例3

一种聚氨酯弹性体内容与实施例1-1的内容基本相同，其不同之处在于：步骤(1)中所述HMDI的用量由8.3427g调整为4.1320g(0.0157mol)；2-[3’-(2H-苯并三唑)-5’-叔丁基-4’-羟基-苯基]-2-乙基丙烷-1,3-丙二醇的用量由0.1250g调整为0.0491g(0.0001mol)，控制紫外吸收剂含量为0.25％；步骤(2)中BDO的用量由1.98mL调整为0.66mL(0.6712g，0.0074mol)，保持R值不变。控制硬段含量为24％。

实施例4

一种聚氨酯弹性体内容与实施例3的内容基本相同，其不同之处在于：步骤(1)中所述2-[3’-(2H-苯并三唑)-5’-叔丁基-4’-羟基-苯基]-2-乙基丙烷-1,3-丙二醇的用量由0.0491g调整为0.0984g(0.0001mol)，控制紫外吸收剂含量为0.5％；步骤(2)中BDO的用量由0.66mL调整为0.65mL(0.6611g，0.0073mol)，保持R值不变。

实施例5

一种聚氨酯弹性体内容与实施例3的内容基本相同，其不同之处在于：步骤(1)中所述2-[3’-(2H-苯并三唑)-5’-叔丁基-4’-羟基-苯基]-2-乙基丙烷-1,3-丙二醇的用量由0.0491g调整为0.1479g(0.0003mol)，控制紫外吸收剂含量为0.75％；步骤(2)中BDO的用量由0.66mL调整为0.64mL(0.6509g，0.0072mol)，保持R值不变。

实施例6

一种聚氨酯弹性体内容与实施例3的内容基本相同，其不同之处在于：步骤(1)中所述2-[3’-(2H-苯并三唑)-5’-叔丁基-4’-羟基-苯基]-2-乙基丙烷-1,3-丙二醇的用量由0.0491g调整为0.1976g(0.0005mol)，控制紫外吸收剂含量为1％；步骤(2)中BDO的用量由0.66mL调整为0.63mL(0.6407g，0.0071mol)，保持R值不变。

实施例7

一种聚氨酯弹性体内容与实施例1-1的内容基本相同，其不同之处在于：步骤(1)中所述HMDI的用量由8.3427g调整为6.1980g(0.0236mol)；2-[3’-(2H-苯并三唑)-5’-叔丁基-4’-羟基-苯基]-2-乙基丙烷-1,3-丙二醇的用量由0.1250g调整为0.0557g(0.0001mol)，控制紫外吸收剂含量为0.25％；步骤(2)中BDO的用量由1.98mL调整为1.33mL(1.3526g，0.0150mol)，保持R值不变。控制硬段含量为33％。

实施例8

一种聚氨酯弹性体内容与实施例7的内容基本相同，其不同之处在于：步骤(1)中所述2-[3’-(2H-苯并三唑)-5’-叔丁基-4’-羟基-苯基]-2-乙基丙烷-1,3-丙二醇的用量由0.0557g调整为0.1117g(0.0003mol)，控制紫外吸收剂含量为0.5％；步骤(2)中BDO的用量由1.33mL调整为1.32mL(1.3424g，0.0149mol)，保持R值不变。

实施例9

一种聚氨酯弹性体内容与实施例7的内容基本相同，其不同之处在于：步骤(1)中所述2-[3’-(2H-苯并三唑)-5’-叔丁基-4’-羟基-苯基]-2-乙基丙烷-1,3-丙二醇的用量由0.0557g调整为0.1679g(0.0004mol)，控制紫外吸收剂含量为0.75％；步骤(2)中BDO的用量由1.33mL调整为1.31mL(1.3323g，0.0148mol)，保持R值不变。

实施例10

一种聚氨酯弹性体内容与实施例7的内容基本相同，其不同之处在于：步骤(1)中所述2-[3’-(2H-苯并三唑)-5’-叔丁基-4’-羟基-苯基]-2-乙基丙烷-1,3-丙二醇的用量由0.0557g调整为0.2243g(0.0006mol)，控制紫外吸收剂含量为1％；步骤(2)中BDO的用量由1.33mL调整为1.30mL(1.3221g，0.0147mol)，保持R值不变。

综上，本发明在实施例1-1中控制紫外吸收剂含量为0.5wt％，HMDI-PTMEG型聚氨酯紫外辐照后的拉伸性能保持率高达99.7％，并且表现出高强、无色透明等优异性能。可作为一种无色透明紫外防护材料应用于抗紫外眼镜、面罩等个人防护制品。用以长期生活在高海拔地区的人群预防白内障、皮肤癌等疾病的发生。

综上所述，本发明有效克服了现有技术中的不足，且具高度产业利用价值。上述实施例的作用在于说明本发明的实质性内容，但并不以此限定本发明的保护范围。本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和保护范围。

Claims

1.一种聚氨酯弹性体前驱体组合物，包括：（a）多异氰酸酯；（b）小分子多元醇；（c）低聚物多元醇；（d）反应型紫外光吸收剂；

其中，所述多异氰酸酯为脂环族异氰酸酯或/和脂肪族异氰酸酯；所述反应型紫外光吸收剂为2-[3’-(2H-苯并三唑)-5’-叔丁基-4’-羟基-苯基]-2-乙基丙烷-1,3-丙二醇。

2.根据权利要求1所述的前驱体组合物，其特征在于，所述脂环族异氰酸酯为4,4’-二环已基甲烷二异氰酸酯或/和异佛尔酮二异氰酸酯；所述脂肪族异氰酸酯为六亚甲基二异氰酸酯。

3.根据权利要求1所述的前驱体组合物，其特征在于，所述低聚物多元醇为聚四氢呋喃醚二醇、聚碳酸酯二醇、聚乙二醇、聚丙二醇中的一种或多种；所述小分子多元醇为乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的前驱体组合物，其特征在于，所述反应型紫外光吸收剂的用量是多异氰酸酯、小分子多元醇、低聚物多元醇和反应型紫外光吸收剂四者质量和的0.5%-1%。

5.根据权利要求1-4任一所述的前驱体组合物，其特征在于，所述多异氰酸酯的物质的量与小分子多元醇、低聚多元醇和反应型紫外光吸收剂三者物质的量之和的比为（0.98-1.05）∶1；所述多异氰酸酯、小分子多元醇和反应型紫外光吸收剂三者质量和占多异氰酸酯、小分子多元醇、低聚多元醇和反应型紫外光吸收剂四者质量和的24%-45%。

6.根据权利要求1所述的前驱体组合物，其特征在于，所述前驱体组合物还包括溶剂和催化剂；所述溶剂为碳酸二甲酯、N,N-二甲基酰胺、N,N-二甲基乙酰胺中的一种或多种；所述溶剂的用量为多异氰酸酯、小分子多元醇、低聚多元醇和反应型紫外光吸收剂四者质量和的50%-80%；所述催化剂为二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡或三亚乙基二胺。

7.一种聚氨酯弹性体，其特征在于，由权利要求1-6任一所述的前驱体组合物进行聚合反应后制备而成。

8.一种权利要求7所述的聚氨酯弹性体的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）将低聚多元醇、多异氰酸酯、反应型紫外光吸收剂加入密闭反应器中，在惰性气氛下，于60-90℃条件下进行预反应，得到预聚体；

（2）向步骤（1）得到的预聚体中加入溶剂和小分子多元醇，在60-90℃下继续进行聚合反应，反应结束后得到聚氨酯溶液，固化后即得聚氨酯弹性体。

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述预反应时间为2-3.5h。

10.权利要求7所述的聚氨酯弹性体在制备高透明抗紫外防护材料中的应用。