[发明专利]一种季戊四醇甲基丙烯酰氧乙基氨基甲酸酯及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于绿色化工材料技术领域，具体涉及一种季戊四醇甲基丙烯酰氧乙基氨基甲酸酯及其制备方法。

背景技术

多官能度丙烯酸酯单体广泛应用于紫外光固化领域，常用的如1,6-己二醇二丙烯酸酯、季戊四醇一丙烯酸酯、二丙烯酸酯、三丙烯酸酯和四丙烯酸酯、羟丙基甘油基三丙烯酸酯、羟乙基三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯等等。南京大学CN102199272（申请日 2011.04.14）公开了一种大豆油多元醇和异佛尔酮二异氰酸酯反应生成预聚体，再和丙烯酸羟乙酯反应制造的聚氨酯丙烯酸酯的方法；北京化工大学先进材料研究院公开了一种季戊四醇和少量醛酮反应，再和丙烯酸酯化生产缩醛类季戊四醇丙烯酸酯的方法；北京化工大学先进材料研究院CN104448212A（申请日：2014-12-23）还公开了一种环氧树脂改性的聚氨酯丙烯酸酯；日本第一工业制药株式会社CN 104736587A（申请日：2013-10-10）公布了一种聚氨酯丙烯酸酯及其反应组合物，改善了收缩性等固化性能。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种季戊四醇甲基丙烯酰氧乙基氨基甲酸酯及其制备方法，该方法采用高效的氨酯化反应代替传统的酯化平衡反应，反应无副产物水产生，无需除副产物水，生产制备过程简单、节能、绿色环保。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

本发明提供了一种季戊四醇甲基丙烯酰氧乙基氨基甲酸酯，它为季戊四醇甲基丙烯酰氧乙基氨基甲酸一酯、季戊四醇甲基丙烯酰氧乙基氨基甲酸二酯、季戊四醇甲基丙烯酰氧乙基氨基甲酸三酯和季戊四醇甲基丙烯酰氧乙基氨基甲酸四酯中的至少一种。

季戊四醇甲基丙烯酰氧乙基氨基甲酸酯可应用于所有辐射固化领域。

所述的季戊四醇甲基丙烯酰氧乙基氨基甲酸酯的制备方法，它是由季戊四醇和甲基丙烯酰氧乙基异氰酸酯催化反应制备而成。

所述的季戊四醇甲基丙烯酰氧乙基氨基甲酸酯的制备方法，包括如下步骤：

（1）将原料季戊四醇和甲基丙烯酰氧乙基异氰酸酯按摩尔比1:（1~4）的比例投料，然后投入反应催化剂；

（2）两种原料可以全部混合后反应，也可采用一种原料逐步加到另一种原料中的方式反应；反应为本体反应或溶液反应，反应温度为40~90℃，反应催化剂为胺类化合物或有机金属化合物。

上述原料季戊四醇和甲基丙烯酰氧乙基异氰酸酯的摩尔投料比决定了反应生成的季戊四醇甲基丙烯酰氧乙基氨基甲酸一酯、季戊四醇甲基丙烯酰氧乙基氨基甲酸二酯、季戊四醇甲基丙烯酰氧乙基氨基甲酸三酯、季戊四醇甲基丙烯酰氧乙基氨基甲酸四酯的比例，产物是季戊四醇甲基丙烯酰氧乙基氨基甲酸一酯、季戊四醇甲基丙烯酰氧乙基氨基甲酸二酯、季戊四醇甲基丙烯酰氧乙基氨基甲酸三酯、季戊四醇甲基丙烯酰氧乙基氨基甲酸四酯之一或者是它们的混合物。

反应方式影响反应生成的季戊四醇甲基丙烯酰氧乙基氨基甲酸一酯、季戊四醇甲基丙烯酰氧乙基氨基甲酸二酯、季戊四醇甲基丙烯酰氧乙基氨基甲酸三酯与季戊四醇甲基丙烯酰氧乙基氨基甲酸四酯的比例。

反应可以是本体反应或溶液反应，最好采用本体反应，反应溶剂转移效应少，反应更充分；也可采用溶液反应，反应热效应小，反应速度更容易控制，采用溶液反应时溶剂选用不含水或者活性氢的溶剂，避免溶剂中的水或者活性氢异氰酸酯基的破坏。

氨酯化反应在常温到160℃的范围都能发生，为了生产效率以及活性双键不被高温所破坏，本发明所述的季戊四醇甲基丙烯酰氧乙基氨基甲酸酯生产制备反应温度优选为40~90℃。

反应催化剂优选胺类化合物如三亚乙基二胺、有机金属化合物如二月桂酸二丁基锡。氨酯化反应催化剂广泛，有酸类催化剂、碱类催化剂、 胺化合物以及有机金属化合物等等。本发明反应催化剂选用胺类化合物以及有机金属化合物，胺类化合物如三亚乙基二胺 (TEDA,)、 二甲基环己胺 (DMCHA)、二甲基乙醇胺 (DMEA)、 四甲基丁二胺(TMBDA) 、二甲胺基双乙基醚 (A-99) 苄基二甲胺 (BDMA)等等.；有机金属化合物如汞、铅、锡、铋、锌、铁的有机金属化合物等等，反应催化剂的使用量为季戊四醇和甲基丙烯酰氧乙基异氰酸总质量的0.1~1%。

在上述制备的季戊四醇甲基丙烯酰氧乙基氨基甲酸酯中加入微量助剂如酚类阻聚剂或醌类阻聚剂，利于常温储存、运输及销售等环节，助剂的加入量为季戊四醇甲基丙烯酰氧乙基氨基甲酸酯总质量的0.01~1%。