[发明专利]一种双噁唑烷潜固化剂及其制备方法

说明书

一种双噁唑烷潜固化剂及其制备方法，其由符合通式（II）的3‑羟乙基‑1,3‑噁唑烷和二元酯酯交换反应所得到，其特点是分子结构中含有两个噁唑烷环，且噁唑烷取代基上的活泼羟基被隐藏，密封条件下储存稳定性好；开封使用时遇湿气生成更多的活泼基团，进而与异氰酸酯基发生扩链交联反应，形成三维网状结构。该类双噁唑烷潜固化剂应用于单组分聚氨酯材料中，不仅可以从源头上避免体系在固化过程中产生气泡，还可大幅提高聚氨酯制品的使用性能。

技术领域

本发明属于精细化工和聚氨酯助剂技术领域，特别涉及一种双噁唑烷潜固化剂及其制备方法。

背景技术

潜固化剂是制备单组分聚氨酯材料(如防水涂料、胶粘剂、密封胶等)必不可少的组分，自1979年国外就有相关的研究报道。噁唑烷类化合物作为潜固化剂中的一个重要类别，获得了国内外各化工公司和科研机构的持续研究开发。噁唑烷在单组分聚氨酯中的固化机理是其优先于异氰酸酯基(-NCO)与空气中的湿气发生开环反应生成氨基和羟基，氨基和羟基再进一步与NCO反应而固化，这一过程没有CO₂气体产生，是常规胺类或醇类固化剂的完美替代。

专利US5749627、CN105061347A、CN112794968A等，披露了一种单环的噁唑烷类潜固化剂，并应用于单组分聚氨酯材料中。这类噁唑烷对水较敏感，开环反应迅速，但与NCO基团的反应较慢，影响施工操作和固化效果。如果噁唑烷环还带有含羟基的取代基，其在与聚氨酯预聚体混合后，即使密封也会发生部分扩链/交联反应，导致单组分聚氨酯胶液粘度变大，甚至发生胀罐，给储存和运输带来危险。专利CN107043447B披露了一种同时含有噁唑烷和亚胺官能团的潜固化剂，巧妙地用含有亚胺的结构封闭了噁唑烷环取代基上的羟基，弥补了单环噁唑烷的缺陷和不足。

发明内容

本发明的目的在于提供一种双噁唑烷潜固化剂及其制备方法。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供的技术方案是：一种双噁唑烷潜固化剂，所述双噁唑烷潜固化剂为符合通式(I)的化合物中的至少一种，

通式(I)中的R代表碳原子数为1-12的直链亚烷基、碳原子数为1-12的支链亚烷基、碳原子数为5-8的亚环烷基或者碳原子数为6-14的亚芳基；

R₁、R₂相同或不同，各自独立地代表H、碳原子数为1-6的直链烷基或碳原子数为1-6的支链烷基。

优选的技术方案为：所述双噁唑烷潜固化剂为符合通式(Ia)的化合物和符合通式(Ib)的化合物中的至少一种，

通式(Ia)中的R₁、R₂相同或不同，各自独立地代表H、碳原子数为1-6的直链烷基或碳原子数为1-6的支链烷基；

通式(Ib)R₁、R₂相同或不同，各自独立地代表H、碳原子数为1-6的直链烷基或碳原子数为1-6的支链烷基。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供的技术方案是：一种双噁唑烷潜固化剂的制备方法，由符合通式(II)的3-羟乙基-1,3-噁唑烷和符合通式(III)的二元酯酯交换反应所得；

通式(II)中的R₁、R₂相同或不同，各自独立地代表H、碳原子数为1-6的直链烷基或碳原子数为1-6的支链烷基；R₃代表碳原子数为1-6的烷基。

优选的技术方案为：酯交换反应在温度为40-140℃、压力为常压或负压的条件下进行，蒸馏除去副产物醇R₃OH，反应结束后除去催化剂，即得所述双噁唑烷。