[发明专利]一种多羟基聚丙烯酸酯低聚物及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种多羟基聚丙烯酸酯低聚物及其制备方法和在制备聚氨酯中的应 用。

背景技术

聚氨酯弹性体是一类模量介于塑料和橡胶之间的综合性能优良的有机高分子材 料，具有耐磨性良好、强度高、硬度可调范围广等特点。聚氨酯弹性体的优异性能主要由其 柔性的低聚物多元醇和刚性的多异氰酸酯与扩链剂和交联剂组成的嵌段结构决定。

交联剂对聚氨酯弹性体的性能有极其重要的影响。常用的聚氨酯交联剂多为官能 度在2以上的多元醇或多元胺，在聚氨酯合成过程中起着将低分子量聚氨酯预聚体结合起 来形成网络结构的作用，以增强聚氨酯材料的强度与性能。

由于聚丙烯酸酯具有易聚合、粘合性强、耐老化性良好等优点，被广泛应用于粘合 剂和涂料领域。本发明选用丙烯酸酯（MMA和BMA）和支链上带有羟基的丙烯酸羟乙酯（HEA） 作为单体，采用自由基共聚的溶液聚合方法合成多羟基聚丙烯酸酯低聚物。通过调节引发 剂、链转移剂和单体的比例，调节低聚物分子量和羟值，根据不同要求合成不同韧性和强度 的聚氨酯材料。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多羟基聚丙烯酸酯低聚物及其制备方法和应用。

本发明所采取的技术方案是：

一种多羟基聚丙烯酸酯低聚物，其结构式如下：

式中，x为2～4，y为2～4，z为2～3，n为2～3。

上述结构式所示的多羟基聚丙烯酸酯低聚物的制备方法，包括以下步骤：

1)将HEA单体、MMA单体、BMA单体、溶剂、链转移剂、引发剂混合，搅拌溶解，得到单体溶 液；

2)将1/3的单体溶液加入反应釜进行聚合反应，再将剩余的单体溶液滴加进反应釜，滴 加完后充分熟化，得到聚合物溶液；

3)除去聚合物溶液中的小分子，干燥，得到多羟基聚丙烯酸酯低聚物。

步骤1）所述的HEA单体、MMA单体、BMA单体、溶剂、链转移剂、引发剂的质量比为1： （0.18～0.44）：（0～0.43）：（1.15～1.38）：（0.43～0.52）：（0.029～0.035）。

步骤1）所述的溶剂为芳烃。

步骤1）所述的链转移剂为脂肪族硫醇。

步骤1）所述的引发剂为偶氮类引发剂。

以上述结构式所示的多羟基丙烯酸酯低聚物为交联剂制备聚氨酯包括以下步骤：

1)将聚醚多元醇、多羟基聚丙烯酸酯低聚物、扩链剂、催化剂混合，搅拌均匀；

2)升温至80～85℃，恒温溶解，然后冷却至室温，得到A组分；

3)将B组分二异氰酸酯加入反应釜，脱泡，倒入A组分，脱泡，搅拌均匀，待体系温度开始 升高后停止搅拌，脱泡后倒入模具中，合模，常温硫化后取出，得到聚氨酯。

所述的A组分中的-OH和B组分中的-NCO的摩尔比为1：（1～1.1）。

所述的A组分中聚醚多元醇、多羟基聚丙烯酸酯低聚物、扩链剂中活性氢的摩尔比 为（183～213）：（342～430）：（556～833）。

所述的A组分中催化剂的添加量为A组分总质量的0.1～0.2%。

本发明的有益效果是：

（1）本发明的多羟基丙烯酸酯低聚物的分子量和羟基数量可以调节，可作为交联剂用 于聚氨酯的合成；

（2）本发明的多羟基丙烯酸酯低聚物的制备工艺简单、反应条件温和可控、重复性好；

（3）本发明的聚氨酯的合成方法简便易行，成型材料韧性和强度都有了一定的改善，并 可以根据不同要求调节聚氨酯的韧性和强度。

附图说明

图1为MMA、BMA、HEA和实施例2制备的多羟基丙烯酸酯低聚物的红外光谱图。

具体实施方式

一种多羟基聚丙烯酸酯低聚物，其结构式如下：

式中，x为2～4，y为2～4，z为2～3，n为2～3。

上述结构式所示的多羟基聚丙烯酸酯低聚物的制备方法，包括以下步骤：

1)将HEA单体、MMA单体、BMA单体、溶剂、链转移剂、引发剂混合，搅拌溶解，得到单体溶 液；

2)将1/3的单体溶液加入反应釜进行聚合反应，再将剩余的单体溶液滴加进反应釜，滴 加完后充分熟化，得到聚合物溶液；