Page 36 - 《精细化工》2022年第3期
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·458· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 39 卷
系的动态共价键之一。将可逆硼酸酯键引入聚氨酯 氨酯分子链段结构中，合成了基于动态 DA 反应的
链段中，赋予了聚氨酯良好的自修复性能和机械性 UV 固化自修复涂层。研究发现，体系中刚性的环
能。因而，针对不便于进行光照或加热处理的自修 结构，赋予了涂层较高的铅笔硬度（硬度可达 3H）。
复材料，可逆硼酸酯键具有其独特的优势，不仅能 由于体系中动态非共价键（氢键）和 DA 动态共价
够在水蒸气的添加/去除条件下实现自我修复，而且 键的协同作用，该涂层在 60 s 内能够实现自主修复
能够通过硼酸酯键的刚性结构赋予材料良好的机械 机械损伤。此外，由于聚氨酯涂层本身阻燃性能较
性能。但是，含可逆硼酸酯键的聚氨酯材料存在耐 差，因而其极易燃烧并引发火灾，从而对人们的生
水性差的问题。 命财产安全造成极大威胁，严重阻碍了其实际应用。
2 基于可逆共价键自修复聚氨酯材料的应 因此，开发阻燃型自修复聚氨酯涂层具有重要意义。
用进展 YANG 等 [43] 通过亲核取代反应制备了磷基反应型阻
燃剂三（2-呋喃基）磷酰胺（TFP），并通过 DA 反
2.1 涂层领域 应合成马来酰亚胺端基阻燃自修复聚氨酯涂层
聚氨酯因其优良的附着力、耐候性、耐化学腐 (MPUF)（制备流程如图 3 所示）。研究发现，在燃
蚀性以及装饰性使其广泛地应用于涂层领域。聚氨 烧过程中，TFP 在 MPUF 表面形成连续致密的膨胀
酯涂层作为一种聚合物基的复合材料，主要起防护、 炭层，阻断了氧气、可燃气体和热量的传递，从而
绝缘和装饰等作用。但是，涂层的厚度较薄，在使 赋予了 MPUF 良好的阻燃性能，与纯 PU 相比，含
用过程中难免因刮擦、磕碰等外力导致涂层遭到损 磷聚氨酯弹性体的极限氧指数（LOI）可达 28.5%，
坏，从而影响其防护功能和美观性，赋予聚氨酯涂 峰值热释放速率（PHRR）降低了 12.3%。同时，由
层材料自修复功能可以有效延长其使用寿命 [39-41] 。 于体系中含有可逆 DA 网络和多个氢键，确保了
LIU 等 [42] 将光敏基团和 DA 动态共价键同时引入聚 MPUF 具有优异的自修复性能。
注：DBTDL 为二月桂酸二丁基锡；TEA 为三乙胺；BDO 为 1,4-丁二醇
图 3 MPUF 的制备方法 [43]
Fig. 3 Schematic illustration of the preparation of the MPUF [43]
聚氨酯优异的综合性能使其在涂层领域应用广 2.2 柔性电子领域
泛，赋予其自修复功能虽然能够延长服役寿命，但 聚氨酯因独特的柔韧性使其作为基体广泛地应
是其功能性较单一。因此，可通过将功能单体引入 用在柔性电子领域 [44] 。但是，柔性电子器件在使用
自修复聚氨酯链段中或将功能性纳米粒子与其进行 过程中长期弯曲、折叠以及划伤等行为，导致材料
一定的物理/化学结构设计，在赋予其自修复性能的 受到损坏，从而会缩短设备的使用寿命、降低设备
同时赋予其更多功能（防腐、疏水、阻燃和耐磨等）， 运行的可靠性 [45-46] 。赋予柔性电子材料自修复功能
从而提升涂层的附加值。 不仅能延长其使用寿命，而且对于保障其应用可靠
