一种新型亲水性超支化聚氨酯酰亚胺的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种新型亲水性超支化聚氨酯酰亚胺的制备方法，引入了稳定的亚胺环链段加以改进，得到超支化的聚氨酯，并进一步使用bis‑MPA对超支化的聚氨酯进行封端。相对传统聚氨酯，本发明专利技术提供的方法制备得到的材料更加亲水、耐高温，以及耐磨，性能优良，并且高分子链的刚柔可按需设计，适用范围广，实用性强。

【技术实现步骤摘要】
一种新型亲水性超支化聚氨酯酰亚胺的制备方法
本专利技术涉及聚氨酯合成
，具体涉及一种新型亲水性超支化聚氨酯酰亚胺的制备方法。
技术介绍
聚氨酯具有优良的机械性能、高硬度和耐磨性，被广泛的应用于皮革、涂料、日用品领域。这些的性质是由链段的弹性、芳香族单元的刚性、链的缠结和刚柔链段的比例来决定的。然而，弱的亲水性和耐磨性限制了他们水处理领域的应用，目前市场上的聚氨酯难以满足在高剪切力的流动水环境中的应用需求。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术为了拓展聚氨酯在高剪切力的流动水环境中的应用，引入了稳定的亚胺环链段加以改进，为了进一步提高亲水性，使用bis-MPA对超支化的聚氨酯进行封端，进而提供了一种新型亲水性超支化聚氨酯酰亚胺的制备方法。本专利技术提供了一种新型亲水性超支化聚氨酯酰亚胺的制备方法，包括以下步骤：S1、惰性气体氛围下向化合物X中滴加季戊四醇，38～42℃下反应8～12min得预聚体溶液；S2、向预聚体溶液中加入均苯四甲酸二酐，于38～42℃下反应25～35min、升温至40～150℃下反应80～100min，加入bis-MPA进行封端，反应液浓缩、干燥得到亲水性超支化聚氨酯酰亚胺HPUIIPP；其中，所述化合物X为甲苯-2,4-二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、OCN(CH2)mNCO、中的一种，所述m＝1～4，n＝1、3、5。本专利技术的有益效果是：本专利技术引入了稳定的亚胺环链段进行改进，并使用bis-MPA对超支化的聚氨酯封端进一步提高亲水性，反应过程稳定易于控制，得到的产品相对于传统聚氨酯更加亲水、耐高温，以及耐磨。并且本专利技术提供的方法中高分子链的刚柔可按需设计，适用范围广泛，实用性强。附图说明图1是实施例二所得产品HPUITPP的1H-NMR图谱。图2是实施例二、实施例一所得产品HPUITPP和HPUIIPP的热失重曲线图。具体实施方式本专利技术提供了一种新型亲水性超支化聚氨酯酰亚胺的制备方法，包括以下步骤：S1、惰性气体氛围下向化合物X中滴加季戊四醇，38～42℃下反应8～12min得预聚体溶液；S2、向预聚体溶液中加入均苯四甲酸二酐，于38～42℃下反应25～35min、升温至40～150℃下反应80～100min，加入bis-MPA进行封端，反应液浓缩、干燥得到亲水性超支化聚氨酯酰亚胺HPUIIPP；其中，所述化合物X为甲苯-2,4-二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、OCN(CH2)mNCO、中的一种，所述m＝1～4，n＝1、3、5。上述反应的过程如下所示：优选的，所述化合物X：季戊四醇：均苯四甲酸二酐的摩尔比为4:1:2。在此配比下原料反应效率最佳，-NCO充分接枝于聚合物表面，封端后聚合物表面接枝有充分多的-OH，亲水性显著提高，根据需要选择不同的化合物X为原料从而使高分子链的刚柔可控。更加优选的，步骤S1所述X为甲苯-2,4-二异氰酸酯。进一步优选的，步骤S1中，所述滴加季戊四醇为季戊四醇的DMF溶液；步骤S2中，所述加入均苯四甲酸二酐为于半小时内滴加完毕均苯四甲酸二酐的DMF溶液。滴加的方式以及溶剂体系的选择，使反应更加稳定充分。进一步优选的，所述步骤S2中，升温至70～85℃下反应1.5h，封端后反应液浓缩为膜或薄板，再于115～125℃下处理1.5～2.5h。优选的，步骤S1所述X为异佛尔酮二异氰酸酯。更加优选的，所述步骤S2中，升温至100～150℃下反应1.5～2h，封端后反应液沉析到甲醇-水溶液中,抽滤，滤渣于100～150℃真空干燥20h-30h。在甲醇-水溶液中沉析出产物，产物收率高，并且可有效去除杂质。进一步优选的，所述甲醇-水溶液中甲醇和水的体积比为1:1。在该比例下的沉析液中产物收率最佳。优选的，所述封端为140℃下封端1～6h。下面将结合具体实施例对本专利技术提供的一种新型亲水性超支化聚氨酯酰亚胺的制备方法予以进一步说明。下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。下述实施例中所用的实验材料如无特殊说明，均为市场购买得到。实施例一本实施例提供了一种新型亲水性超支化聚氨酯酰亚胺的制备方法，步骤包括：在氩气的氛围下加入10mol甲苯-2,4-二异氰酸酯(TDI),加热至40℃,并搅拌30min。在30min内均匀缓慢滴加2.5mol季戊四醇(PAT)的10LDMF溶液,维持此温度反应10min。然后将5mol均苯四甲酸二酐(PMDA)的10LDMF溶液在半小时内均匀滴入其中,维持40℃，继续反应0.5h,然后升温至80℃反应1.5h,然后加入bis-MPA在140℃下封端5h，此后将反应液浓缩后成膜,再于120℃处理2h,得到的聚合物为HPUITPP。对产品进行了热稳定性的测试，测得的热失重曲线如附图2所示。实施例二本实施例提供了一种新型亲水性超支化聚氨酯酰亚胺的制备方法，步骤包括：在氮气的氛围下加入10mol异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)，加热至40℃,并搅拌50min。在30min内均匀缓慢滴加2.5mol季戊四醇(PAT)的10LDMF溶液,维持40℃温度反应10min得预聚体溶液。然后将5mol均苯四甲酸二酐(PMDA)的10LDMF溶液在半小时内均匀滴入预聚体溶液中,维持40℃，继续反应0.5h,然后升温至85℃反应1.5h,然后加入bis-MPA在140℃下封端3h，此后将反应液浓缩,再于120℃处理2h,充分干燥得到的聚合物为HPUIIPP。所得产品的核磁鉴定图谱如附图1所示，进一步的，对产品进行了热稳定性的测试，测得的热失重曲线如附图2所示，从热失重曲线可见，实施例所得产品具有良好的耐高温特性，当化合物X不同时，热失重情况略有差别，但均在高温下热稳定性良好，耐高温特性优良，相比于传统聚氨酯耐高温性能有明显提升。实施例三本实施例提供了一种新型亲水性超支化聚氨酯酰亚胺的制备方法，步骤包括：在氩气的氛围下加入10molOCN(CH2)3NCO，加热至40℃,并搅拌20min。在30min内均匀缓慢滴加2.5mol季戊四醇(PAT)的10LDMF溶液,维持40℃温度反应10min得预聚体溶液。然后将5mol均苯四甲酸二酐(PMDA)的10LDMF溶液在半小时内均匀滴入预聚体溶液中,维持40℃，继续反应0.5h,然后升温至65℃反应1.5h,然后加入bis-MPA在140℃下封端6h，此后将反应液浓缩,再于140℃充分干燥得到的聚合物为HPUITPP。实施例四本实施例提供了一种新型亲水性超支化聚氨酯酰亚胺的制备方法，步骤包括：在氩气的氛围下加入10mol其中，m＝2，n＝3，加热至40℃,并搅拌20min。在30min,均匀缓慢滴加2.5mol季戊四醇(PAT)的10LDMF溶液,维持40℃温度反应10min得预聚体溶液。然后将5mol均苯四甲酸二酐(PMDA)的10LDMF溶液在半小时内均匀滴入预聚体溶液中,维持40℃，继续反应0.5h,然后升温至85℃反应1.5h,然后加入bis-MPA在140℃下封端3h，此后将反应液浓缩,再于140℃充分干燥得到的聚合物为HPUITPP。以上所述仅为本专利技术的较佳实施例，并不用以限制本专利技术，凡在本专利技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新型亲水性超支化聚氨酯酰亚胺的制备方法，步骤包括：S1、惰性气体氛围下向化合物X中滴加季戊四醇，38～42℃下反应8～12min得预聚体溶液；S2、向预聚体溶液中加入均苯四甲酸二酐，于38～42℃下反应25～35min、升温至40～150℃下反应80～100min，加入bis‑MPA进行封端，反应液浓缩、干燥得到亲水性超支化聚氨酯酰亚胺HPUIIPP；其中，所述化合物X为甲苯‑2,4‑二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、OCN(CH2)mNCO、

【技术特征摘要】
1.一种新型亲水性超支化聚氨酯酰亚胺的制备方法，步骤包括：S1、惰性气体氛围下向化合物X中滴加季戊四醇，38～42℃下反应8～12min得预聚体溶液；S2、向预聚体溶液中加入均苯四甲酸二酐，于38～42℃下反应25～35min、升温至40～150℃下反应80～100min，加入bis-MPA进行封端，反应液浓缩、干燥得到亲水性超支化聚氨酯酰亚胺HPUIIPP；其中，所述化合物X为甲苯-2,4-二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、OCN(CH2)mNCO、中的一种，所述m＝1～4，n＝1、3、5。2.根据权利要求1所述的新型亲水性超支化聚氨酯酰亚胺的制备方法，其特征在于：所述化合物X：季戊四醇：均苯四甲酸二酐的摩尔比为4:1:2。3.根据权利要求2所述的新型亲水性超支化聚氨酯酰亚胺的制备方法，其特征在于：步骤S1所述X为甲苯-2,4-二异氰酸酯。4.根据权利要求3所述的新型亲水性超支化聚氨酯酰亚胺的制备方法，其特征在于：步骤S1中，所述滴加季戊四醇为季戊四...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡芳昌，江泰槿，邓飞，马宁，
申请(专利权)人：湖北常泰欣业科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42