[发明专利]一种可降解聚氨酯及其制备方法

说明书

本发明属于高分子材料领域。本发明涉及一种可降解聚氨酯及其制备方法，该方法以甘油环碳酸酯（A）、11‑巯基十一烷酸（B）、植物油、二元胺（C）、甲基丙烯酸缩水甘油酯（D）、5‑氯‑2‑甲基‑4‑异噻唑啉‑3‑酮衍生物（E）作为原料，经过多步骤反应得到了一种可降解聚氨酯材料。该新型植物油基光固化聚氨酯不仅有效解决了现有植物油基聚氨酯合成过程中使用有毒性异氰酸酯或植物油基非异氰酸酯聚氨酯合成中环碳酸酯反应活性较低等问题，还具有高效的物理性能兼具抗菌杀菌的功能。此外，该目标产物中含有大量羟基、叔胺基，在聚酯、环氧固化剂等领域有一定的应用。可以预见，该材料将会迎来广阔的市场前景，尤其在涂料领域。

技术领域

本发明涉及一种可降解聚氨酯及其制备方法。本发明属于高分子材料领域。

背景技术

随着全球石油化石资源的逐渐枯竭，生物质资源的开发和利用备受关注。植物油是含有双键的长碳链酸的甘油三酯，其广泛的分布于自然界中，其中常见的有桐油、大豆油、亚麻油、橄榄油、棕榈油、蓖麻油等。植物油因具有特殊结构和降解性，由其得到的聚合物不仅成本低，而且对环境友好，广泛的应用于聚氨酯、涂料、生物医用等多个领域。

聚氨酯材料由于具有良好的机械性能和易于成型的特点，已广泛应用于工业和人们的日常生活中。生产聚氨酯的主要原材料包括异氰酸酯、多元醇和其他添加剂。由于异氰酸酯的毒性，一直是聚氨酯工业发展的待解决问题。

而非异氰酸酯聚氨酯(NIPU)通过多元环碳酸酯预聚物与多元胺的共聚反应制备，不但避免了传统毒性较大的异氰酸酯的使用，保留了聚氨酯材料的优良力学性能，而且由于其主链结构上存在分子内氢键，极大降低了产物的可水解性和亲水性，使这种材料的抗化学介质性能比传统聚氨酯材料高1.5-2倍。制备NIPU所用原料中，多元胺一般为工业品，环碳酸酯预聚物的设计制备则成为制备NIPU的主要研究内容，目前采用环碳酸酯合成的方法中大多采用环氧大豆油的高温加压反应制备，所得的环碳酸酯位于分子链主链中间位置而非端基，势必对反应活性造成很大影响。

鉴于上述因素，科研人员需要积极研发生物基聚氨酯材料，而植物油基光固化聚氨酯能够对以上问题进行有效解决，主要原因是：植物油基光固化聚氨酯在保有传统聚氨酯力学性能的同时，绿色环保且可生物降解，同时具有光固化功能的材料在其施工中更绿色高效。

发明内容

本发明的目的是针对现有植物油基聚氨酯合成过程中使用有毒性异氰酸酯或植物油基非异氰酸酯聚氨酯合成中环碳酸酯反应活性较低等问题，提供了一种可降解聚氨酯及其制备方法，其使用甘油环碳酸酯(A)、11-巯基十一烷酸(B)、植物油、二元胺(C)、甲基丙烯酸缩水甘油酯(D)、5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮衍生物(E)作为原料，经多步反应制备新型植物油基光固化聚氨酯，在具有高效反应活性的同时，具有优异的物理性能兼具高效抗菌性能，可以预见，该材料将会迎来广阔的市场前景，尤其适用食品包装、医疗、厨卫涂层等领域。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种可降解聚氨酯，其特征在于，其结构式如下所示：

其中，-R₁-为-C₂H₄-、-C₃H₆-、-C₆H₁₂-、-C₈H₈-、-C₁₀H₁₈-或-C₁₀H₂₀-；-R₂为-H、-F、-Cl或-C₂H₅；-R₃为-CH₃、-C₆H₁₁、-C₆H₅或-C₈H₉，-R₂、-R₃为相互独立的取代基。