[发明专利]一种聚氨酯-天冬聚脲树脂及其制备方法、聚合物

说明书

本发明涉及高分子合成领域，更具体地，本发明涉及一种聚氨酯‑天冬聚脲树脂及其制备方法、聚合物。所述聚氨酯‑天冬聚脲树脂的制备原料包括胺基醇和马来酸二酯。本发明提供一种聚氨酯‑天冬聚脲树脂，控制仲胺基一端连接双酯基，另一端连接羟基取代环烷基，得到一种新型的包含仲胺基和羟基的树脂结构，利用不同官能团的活性不同，可以和不同交联剂，如多异氰酸酯、多环氧化合物等发生固化，控制固化速率。本发明通过控制合适的马来酸二酯和伯胺的用量，促进了反应完全，提高了产率的同时，也避免了过多马来酸二酯造成干燥过程中产物的损失。

技术领域

本发明涉及高分子合成领域，更具体地，本发明涉及一种聚氨酯-天冬聚脲树脂及其制备方法、聚合物。

背景技术

聚脲是通过多异氰酸酯与多胺反应形成的具有脲键的聚合物。它不需要催化剂或加热来快速反应。需要加热喷涂聚脲(SPUA)以调节粘度，以便均匀地喷涂薄膜。固化后，聚合物链含有碳-碳键、醚键、脲键、酯键、氨基酯键等。聚氨酯是一种通过异氰酸酯化合物与多羟基化合物的化学反应形成氨键的聚合物材料。反应需要一定的温度和催化剂。聚合物材料固化成薄膜后，聚合物链含有多种化学键，如：碳-碳键、醚键、酯键、氨键、还含有少量的脲键。

从Dow的“Flexible PU foams”可知，不同官能团与NCO反应活性差别非常大，脂肪族伯胺与NCO反应活性最高达100000，增加位阻后仲胺与NCO的反应活性降低到20000-50000。而醇与NCO反应的性性比胺与NCO反应的活性低了3-4个数量级，伯醇、仲醇、叔醇等和NCO的反应活性分别在100、30、0.5左右。这也造成了伯胺形成的聚脲活性太大，只能用特殊喷枪施工，而常见的聚氨酯是多元醇与多异腈酸酯作用，反应活性很低，通常要加热烘烤才能固化成膜。

因此，合成一种固化时间适中的材料非常有必要。在聚脲的发展过程中，第三代聚脲采用了改伯胺为仲胺，增大位阻从而达到降低反应活性，延长施工时间的效果。但是这种改变效果很有限，通常只能使施工时间延长几十分钟。故需要合成新的树脂，在控制聚氨酯或聚脲好的综合性能的同时，调节固化时间。

发明内容

为了解决上述问题，本发明第一个方面提供了一种聚氨酯-天冬聚脲树脂，所述聚氨酯-天冬聚脲树脂的结构式如式(1)所示：

R₁为羟基取代环烷基，R为环烷基或链烷基。

作为本发明一种优选的技术方案，R的碳原子数小于6。

作为本发明一种优选的技术方案，所述羟基取代环烷基为羟基取代C5～C6环烷基，所述羟基取代环烷基中环烷基的一个或多个氢原子被羟基取代基取代。

作为本发明一种优选的技术方案，所述羟基取代环烷基中环烷基的1～3个氢原子被羟基取代基取代。

作为本发明一种优选的技术方案，所述羟基取代基的结构式为-(CH₂)_nOH，n为0～20。

作为本发明一种优选的技术方案，所述聚氨酯-天冬聚脲树脂的制备原料包括胺基醇和马来酸二酯；

胺基醇的结构式如式(2)所示：

R₁NH₂(2)；

R₁为羟基取代环烷基；

所述马来酸二酯的结构式如式(3)所示：

R为环烷基或链烷基。

作为本发明一种优选的技术方案，所述胺基醇和马来酸二酯的摩尔比为1：(1.8～2.2)。