[发明专利]一种酞菁金属盐改性多元醇及其制备方法和应用

说明书

本申请涉及一种酞菁金属盐改性多元醇，其由4‑硝基邻苯二甲腈、邻苯二甲腈、金属盐和起始多元醇反应得到；所述金属盐的结构通式为MX₂，其中M代表二价金属阳离子，X代表一价非金属阴离子；所述起始多元醇的结构通式为HO‑R₁‑OH，R₁代表碳原子数大于2的起始多元醇中两个端羟基之间的碳链结构；所述酞菁金属盐改性多元醇具有通过下述通式(1)所示的结构：本申请还涉及如上所述的酞菁金属盐改性多元醇的制备方法以及其在制备聚氨酯弹性体中的应用。利用本申请的酞菁金属盐改性多元醇制备的酞菁改性聚氨酯弹性体具有较高的耐热性。

技术领域

本申请涉及多元醇技术领域，具体涉及一种酞菁金属盐改性多元醇及其制备方法。

背景技术

多元醇可包括小分子多元醇、聚醚多元醇和聚酯多元醇等。聚酯多元醇可包括常规聚酯多元醇、聚己内酯多元醇和聚碳酸酯二醇，它们包含酯基(COO)或者碳酸酯基(OCOO)。常规聚酯多元醇通常为二元羧酸和二元醇等通过缩聚反应得到的聚酯多元醇。根据聚酯多元醇结构是否包含苯环，可以将常规聚酯多元醇分为脂肪族聚酯多元醇和芳香族聚酯多元醇。常见的脂肪族聚酯多元醇包括己二酸系聚酯二醇，常见的芳香族聚酯多元醇包括聚邻苯二甲酸系聚酯多元醇。聚酯多元醇广泛用于制备聚氨酯弹性体、聚氨酯泡沫、聚氨酯胶粘剂和聚氨酯涂料中。

聚氨酯弹性体是一种重要的聚氨酯材料和特种合成橡胶品种，其模量介于一般橡胶和塑料之间。聚氨酯弹性体具有优异的综合性能，如耐磨性好，耐低温性能好，具有高强度和高伸长率，负载支撑容量大、耐油性能优异等，且聚氨酯弹性体的粘合性好，吸震能力强，硬度的可调范围较大。但是，聚氨酯弹性体的耐热性能较差，当使用温度较高时，其外观尺寸和力学性能会发生变化。使用现有的聚酯多元醇来制备聚氨酯弹性体时，所得聚氨酯弹性体长期使用温度通常不能超过120℃，短期使用温度通常不能超过150℃，这大大限制了聚氨酯弹性体在高温环境中的应用。

目前已经提出了多种方法来改善聚氨酯弹性体的耐热性，最常用的方法是提高聚氨酯弹性体分子结构中极性基团和刚性基团的比例。例如，公开号为CN107266658A的中国发明专利申请公开了一种主链含二茂铁的聚氨酯弹性体的制备方法，其包括将低聚物二元醇与二异氰酸酯混合，得到异氰酸酯封端的聚氨酯预聚体；再加入含二茂铁二醇，得到主链含二茂铁的聚氨酯弹性体。该专利文献提供的聚氨酯弹性体初始热分解温度最高可达342℃，室温下拉伸强度和断裂伸长率分别达到42.6MPa和1018％，于100℃下仍可以拉伸400％。改善聚氨酯弹性体耐热性的方法还可包括利用无机材料改性聚氨酯预聚体以及通过长链尼龙等其它高分子材料与热塑性聚氨酯弹性体共混等。

酞菁金属盐是一种具有18个π电子的大环芳香化合物，具有非常好的耐热、耐光稳定性。但在现有的聚氨酯弹性体制备技术中，酞菁金属盐通常仅作为颜料使用。

为此，本领域持续需要开发一种可用于制备高耐热性聚氨酯弹性体的改性多元醇。

发明内容

本申请之目的在于提供一种可用于制备高耐热性聚氨酯弹性体的酞菁金属盐改性多元醇。

本申请之目的还在于提供一种如上所述的酞菁金属盐改性多元醇的制备方法。本申请披露的酞菁金属盐改性多元醇的制备方法包括首先使4-硝基邻苯二甲腈与多元醇反应，得到邻苯二甲腈封端的多元醇，然后使邻苯二甲腈封端的多元醇、邻苯二甲腈和金属盐反应，得到酞菁金属盐改性多元醇。本文所述的酞菁金属盐改性多元醇的制备方法工艺简单，可适用于多种不同类型的多元醇。所得酞菁金属盐改性多元醇因为含有18个π电子结构，可作为扩链剂或者多元醇组分来制备高耐热性聚氨酯弹性体。

本申请之目的还在于提供一种如上所述的酞菁金属盐在制备聚氨酯弹性体中的应用。

为了解决上述技术问题，本申请提供下述技术方案。

在第一方面中，本申请提供一种酞菁金属盐改性多元醇，其特征在于，所述酞菁金属盐改性多元醇由4-硝基邻苯二甲腈、邻苯二甲腈、金属盐和起始多元醇反应得到；