[发明专利]一种三唑键交联的聚叠氮缩水甘油醚及其制备方法

说明书

本发明涉及一种三唑键交联的聚叠氮缩水甘油醚及其制备方法，以优化传统聚叠氮缩水甘油醚基粘合剂合成路线，简化其合成步骤。所涉及的三唑键交联的聚叠氮缩水甘油醚分子结构式如下：其中n，x，y，z为整数，x/y为0.2～5。其制备方法包括以下步骤：以聚叠氮缩水甘油醚为预聚物、异佛尔酮二异氰酸酯为偶联剂、小分子炔二醇为扩链剂和固化剂经扩链反应制备出三唑键交联的聚叠氮缩水甘油醚。本发明的三唑键交联的聚叠氮缩水甘油醚制备路线简单易行，所得产品综合性能较好。

技术领域

本发明涉及涉及一种聚叠氮缩水甘油醚基粘合剂，更具体地说，涉及一种三唑键交联的聚叠氮缩水甘油醚，属于含能材料领域。

背景技术

自从2001年Shrapless提出“点击化学”(Click Chemistry)的概念以来，其作为一种简单、高效、可控和快捷的合成方法被广泛应用于粘合剂制备。炔基和叠氮基的Huisgen环加成反应是点击化学中应用最为成功的反应，这类反应条件温和，生成的三唑环具有高的生成焓，燃烧释放清洁的氮气，同时可以避免异氰酸酯体系容易因异氰酸酯的过量而产生气泡的问题，因此在新型固化体系中大量研究使用。例如Hagen等人在《Curing ofGlycidylAzide Polymer(GAP)Diol Using Isocyanate,Isocyanate-Free,SynchronousDual,and Sequential Dual Curing Systems》Propellants Explosives Pyrotechnics，2015，40(2)：275-284中利用聚叠氮缩水甘油醚、异氰酸酯和小分子二炔化合物制备三唑键交联的聚叠氮缩水甘油醚胶片，其拉伸强度不高于1.2MPa，延伸率为48～285％，整体力学性能较差。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种拉伸强度高、力学性能好的三唑键交联的聚叠氮缩水甘油醚及其制备方法。

本发明的构思是：基于点击化学制备的聚叠氮缩水甘油醚基粘合剂力学性能较差的原因是炔基和叠氮基反应活性不高，而亚铜盐类催化剂的加入又会影响粘合剂整体力学性能。为了提高聚叠氮缩水甘油醚基粘合剂的应用性能，本发明设想：一方面将反应活性较高的异佛尔酮二异氰酸酯用于主链扩链反应，提高主链分子量；另一方面而利用扩链剂小分子炔二醇上的炔基和聚叠氮缩水甘油醚上的叠氮基进行适度交联反应；这样可使异氰酸酯与羟基的摩尔比不过量，避免产生气泡，同时提高粘合剂整体力学性能。

为了解决上述技术问题，本发明的三唑键交联的聚叠氮缩水甘油醚，其分子结构式如下所示：

其中n，x，y，z为整数，x/y为0.2～5。

本发明的三唑键交联的聚叠氮缩水甘油醚合成路线如下：

其中n，x，y，z为整数，x/y为0.2～5。

本发明的三唑键交联的聚叠氮缩水甘油醚的制备方法，包括以下步骤：

将聚叠氮缩水甘油醚和小分子炔二醇以0.2～5:1的摩尔比加入至反应器中，利用机械搅拌混匀，然后称量加入异佛尔酮二异氰酸酯和有机锡类催化剂，其中聚叠氮缩水甘油醚和小分子炔二醇摩尔数之和、异佛尔酮二异氰酸酯与有机锡类催化剂的摩尔比为1:0.8～1.05:0.0001～0.01，经充分混合后转移到模具中。将模具置于氮气气氛，于60～100℃反应7～28d，反应结束后将模具中得到的胶片取出，经干燥后得到三唑键交联的聚叠氮缩水甘油醚。

所述的聚叠氮缩水甘油醚的相对分子质量范围为500～4000；

所述的小分子炔二醇为1,4-丁炔二醇，2-戊炔-1,4-二醇或3-己炔-2,5-二醇；

所述的有机锡类催化剂为二丁基氧化锡、二丁基二月桂酸锡或辛酸亚锡。

本发明的优点：