[发明专利]一种新型聚碳化二亚胺化合物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种碳化二亚胺化合物及其制备方法，尤其涉及一种聚合型碳化二亚胺化合物及其制备方法。

背景技术

聚碳化二亚胺是一类具有-(R-N＝C＝N-)n-结构的化合物，结构中含有累积双键，性质比较活泼，可以与羧基等基团反应。目前聚碳化二亚胺主要为芳香族类聚碳化二亚胺，由双官能团异氰酸酯经磷杂环催化剂催化聚合生成，由适量的醇类、胺类或单官能团异氰酸酯调节相对分子质量，最常见的是以二苯甲烷二异氰酸酯(MDI)和二异氰酸甲苯酯(TDI)等作为单体聚合而成。

目前聚合型的碳化二亚胺市面产品主要为德国朗盛旗下莱茵化学生产的Stabaxol P系列。专利CN102504161B记载了采用亚甲基双(4-(2，6-二烷基)苯基异氰酸酯)为基本原料，经催化剂1-甲基-1-氧-磷杂环戊烯作用缩合反应得到的聚碳化二亚胺类化合物。专利CN1253944A记载了一种在主链的中央苯环上具有取代基的芳香族聚碳化二亚胺，它是通过已知的二异氰酸酯作单体，在磷类催化剂存在下用已知的聚合方法将其聚合得到。

发明内容

本发明的内容是提供一种新型结构的聚合型碳化二亚胺。

按照本发明的聚碳化二亚胺含有由下述通式(I)表示的结构重复单元：

其中n为2至50的整数，R₁、R₂为氢、甲基、乙基、异丙基、叔丁基等，R₁、R₂可以相同或者不同。

关于本发明的聚碳化二亚胺，由下述通式(II)表示的双(4-(2，6-二烷基)苯基异氰酸酯合成得到：

这种结构是公知的，但是目前并没有公开用此结构合成聚碳化二亚胺。本发明的聚碳化二亚胺可以按照本身公知的方法，在磷催化剂的存在下，通过聚合单体通式为(II)的二异氰酸酯而得到。

本发明的聚合反应为无溶剂的缩聚反应，聚合温度优选为60～150℃，更优选为80～100℃。

作为本发明中使用的催化剂，可以适宜使用任何公知的磷催化剂，如3-甲基-1-苯基-2-磷杂环戊烯-1氧化物及其异构体中的一种或多种，1-甲基-1-氧-磷杂环戊烯及其异构体中的一种或者多种，其中催化剂的用量的是双(4-(2，6-二烷基)苯基异氰酸酯)质量的0.01％～0.5％。

在聚合反应的最终步骤、中间步骤或起始步骤中的任何一个步骤，或者在反应的全过程中，均可以向反应混合物中加入作为封端剂处理用的单异氰酸酯，本发明采用的单异氰酸酯为2，6-二烷基苯基异氰酸酯，该封端剂的用量根据聚合度的需要而不同。本发明2，6-二烷基苯基异氰酸酯的用量与双(4-(2，6-二烷基)苯基异氰酸酯)的摩尔当量比例为0.15～0.4∶1。

本发明的具体制备方法为：在催化剂作用下，双(4-(2，6-二烷基)苯基异氰酸酯)进行无溶剂的缩聚反应，根据不同聚合度的需要，加入一定量苯基异氰酸酯，反应2～6h得到含有部分封端的中间体产物多碳二亚胺，继续升温，反应8-15h，至无异氰酸酯基团残余，在减压、蒸馏、回收催化剂等后处理后得到最终产物。具体反应式为：

以数均分子量计，本发明所述的聚碳化二亚胺的分子量在1500～6000之间，分子量适中，易于均匀添加于高分子材料中且不易迁移或逸出，具有较高空间位阻的碳二亚胺基团的含量大于10％，熔程为80～130℃，此外本发明的聚碳化二亚胺主链上的苯环之间通过单键相连接，形成联苯，与现有聚碳化二亚胺相比刚性增强，具有更好的性能优势，因而作为添加剂(添加用量通常是待添加高分子材料重量的0.05～10％)可广泛应用于热塑性弹性体、聚氨酯、聚酯、聚酰胺等聚合物中。

附图说明

图1。图1为不同老化时间下样条拉伸强度对比图。

具体实施方式

为进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明所提供的聚碳化二亚胺及其制备方法进行说明，但本发明的保护范围不受实施例的限制。

实施例1：