[发明专利]具有氢键结构的胺类齐聚物固化剂及其制备方法

说明书

本发明公开了具有氢键结构的胺类齐聚物固化剂及其制备和使用方法。本发明具有氢键结构的胺类齐聚物固化剂，可以通过分子结构中的反应基团，从而将固化剂分子结构中的氢键基团引入到高分子材料链段中，可制备性能优良的自修复型高分子材料。本发明的具有氢键结构的胺类齐聚物固化剂，制备方法简单；作为新型胺类固化剂，使用方法简单，应用广泛。

技术领域

本发明涉及一种胺类固化剂，具体涉及一种具有氢键结构的胺类齐聚物固化剂及其制备和使用方法。

背景技术

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

自修复高分子可以对自身缺陷、裂纹和损伤能够恢复的一类高分子材料，此类材料在包装、涂料、航空航天和生物医学等领域展现出广阔的应用前景。

目前的自修复方法按修复机理可分为两种：一种外援型自修复，依靠物质补给，是在基体材料内部混合含修复剂的微胶囊、液芯纤维等来实现自修复；另一种本征型自修复，依靠能量补给，是向聚合物中引入可逆共价键和可逆非共价键，通过键的断裂与重组实现自修复。本征型自修复材料具有在同一位置可重复性修复、无需添加修复试剂和催化剂、修复效率高等优点。

受DNA碱基对的启发，基于氢键作用的自修复材料得到广泛的关注和发展，目前研究最多的是基于酰胺三唑-羧酸单元、茴香酰腺嘌呤、脲基嘧啶酮单元UPy等。因为氢键可逆的缘故使得材料在每一处均具有多次修复能力且材料易于加工，且氢键具有方向性和吸引力。

然而，在高分子材料链段中引入氢键基团，目前不同的高分子材料采用不同的引入方式，且现有技术的引入方式和制备过程复杂繁琐、成本高；另外，现在大多数基于氢键自修复聚合物存在机械性能差，一些机械性能较好的本征型自修复聚合物材料又存在修复时间长，修复效率低等问题。这些问题决定了本征型自修复聚合物材料不能替代传统的聚合物材料(如粘结剂、涂料、工程塑料等)。

氨类固化剂，在高分子材料的制备中具有广泛的应用，如应用作为聚氨酯、环氧树脂的树脂固化。目前氨类固化剂种类丰富，且具有分子设计性。若能够通过对氨类固化剂进行设计，在分子结构中引入氢键基团，进一步将含有氢键基团的氨类固化剂引入到高分子材料链段中，是是制备性能优良的自修复型高分子材料的有效方法。但是，目前可供使用的含氢键基团的固化剂的种类少见；对于氨类固化剂中引入氢键基团的研究，目前鲜见报道。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种具有氢键结构的胺类齐聚物固化剂。该具有氢键结构的胺类齐聚物固化剂，可以通过分子结构中的反应基团，从而将固化剂分子结构中的氢键基团引入到高分子材料链段中，可制备性能优良的自修复型高分子材料。

本发明的另一目的在于：提供具有氢键结构的胺类齐聚物固化剂的制备方法。

本发明的再一个目的在于：提供具有氢键结构的胺类齐聚物固化剂的使用方法。

本发明的目的通过以下方式来完成：

一种具有氢键结构的胺类齐聚物固化剂，所述具有氢键结构的胺类齐聚物固化剂由多元胺和二咪唑化合物聚合而成；

所述多元胺为二元胺、三元胺、四元胺、聚乙烯亚胺的至少一种；所述二咪唑化合物为N,N'-羰基二咪唑、N,N'-硫羰基二咪唑的至少一种；所述具有氢键结构的胺类齐聚物固化剂的数均分子量控制在300~20000g/mol。

一种具有氢键结构的胺类齐聚物固化剂的制备方法，其特征在于：包含以下具体步骤：

（A）将二元胺、二咪唑化合物和溶剂A混合，在10~60℃条件下反应1~48h，得到反应液；

所述二元胺与二咪唑化合物的摩尔比为(1.005～2):1