一种基于脲基三嗪结构合成含四重氢键的水性聚氨酯分散体及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种基于脲基三嗪结构合成含四重氢键的水性聚氨酯分散体及其制备方法。该制备方法包括如下步骤：1)在聚氨酯预聚阶段，将大分子二元醇、二氨基三嗪单体和二异氰酸酯反应，获得主链含脲基三嗪结构的聚氨酯预聚体；2)用溶剂降低预聚体粘度后，分别加入亲水单体和扩链剂反应后加水分散、减压除溶剂后获得含四重氢键的水性聚氨酯。该聚氨酯具有优异的自愈合性能，良好的机械性能，同时具备安全环保，成本低廉的特点，在高分子功能涂料领域具有很高的应用价值。其优异的自愈合特征可以是的涂层在破损时通过加热实现修复，有效延长涂层的使用寿命。长涂层的使用寿命。长涂层的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种基于脲基三嗪结构合成含四重氢键的水性聚氨酯分散体及其制备方法


[0001]本专利技术属于高分子聚合物材料制备及应用领域，具体涉及一种基于脲基三嗪结构合成含四重氢键的水性聚氨酯分散体及其制备方法。

技术介绍

[0002]水性聚氨酯是以水作为主要分散介质，而传统的溶剂型聚氨酯以有机溶剂作为主要分散介质，相比之下，水性聚氨酯的挥发性有机物(VOC)排放更低，具有更加绿色安全、环保而无污染等诸多优势，具有非常广阔的应用前景，可广泛应用于涂料、胶黏剂、油墨等领域。目前，针对聚氨酯机械性能的改善主要是利用交联剂形成永久性的化学交联网络,但这种交联网络基本上是不可逆的,同时由于交联网络的限制，材料的断裂伸长率也会大幅的下降，使聚氨酯无法进行再加工和再循环。
[0003]近年来，随着超分子化学的发展，研究人员发现通过向聚氨酯中引入动态共价键或非共价键可以有效改善聚氨酯的机械性能，同时在一定条件下动态共价键或非共价键是可逆的，从而使得聚氨酯的再加工和再循环成为可能。其中氢键因其具有可逆性、高度的取向性、丰富的形成形式和在生命活动也有重要的意义成为非共本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于脲基三嗪结构合成含四重氢键的水性聚氨酯分散体，其特征在于，所述水性聚氨酯分散体中所包含的四重氢键基元为结构式Ⅰ的一种以上，其中R1是芳香烃、烷烃和脂环烃的一种，R2是芳香烃、烷烃、芳脂烃和脂环烃的一种。2.一种权利要求1所述的基于脲基三嗪结构合成含四重氢键的水性聚氨酯分散体的制备方法，其特征在于，以大分子二元醇、二氨基三嗪单体、二异氰酸酯、亲水单体和扩链剂为反应原料，所述制备方法包括以下步骤：(1)在反应容器中，加入大分子二元醇和二氨基三嗪单体，加热搅拌条件下真空脱水；(2)将步骤(1)的反应体系冷却后，再加入二异氰酸酯和催化剂，在加热搅拌的条件下反应至混合物的
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NCO含量降至理论值，得
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NCO基团封端的聚氨酯预聚体；(3)将步骤(2)的反应体系冷却后，加入有机溶剂，在恒温的条件下加入亲水单体反应、再加入扩链剂反应；加入去离子水进行分散，减压蒸馏除去有机溶剂，得到含四重氢键的水性聚氨酯分散体。3.根据权利要求2所述的基于脲基三嗪结构合成含四重氢键的水性聚氨酯分散体的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述大分子二元醇的加入量为反应原料总量的65.0～80.0wt％；所述二氨基三嗪单体的加入量为反应原料总量的1.0～4.5wt％，所述加热搅拌的温度为110～135℃，所述真空脱水的时间为1.5～3.0h。4.根据权利要求2所述的基于脲基三嗪结构合成含四重氢键的水性聚氨酯分散体的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述反应体系冷却至60～70℃后再加入二异氰酸酯和催化剂，所述二异氰酸酯的加入量为反应原料总量的13.0～25.0wt％，所述催化剂的加入量为反应原料总量的0.02～0.04wt％，所述加热搅拌的温度为90～115℃，所述反应的时间为1.5～4.0h。5.根据权利要求2所述的基于脲基三嗪结构合成含四重氢键的水性聚氨酯分散体的制备方法，其特征在于，步骤(3)中将所述反应体系冷却至50～60℃后再加入有机溶剂；所述有机溶剂包括丙酮、丁酮、乙酸乙酯和乙酸甲酯中的一种以上；所述恒温的温度为35～50℃；所述亲水单体的加入量为反应原料总量的1.0～3.5wt％；所述扩链剂的加入量为反应原料总量的1.2～8.0wt％；所述加入亲水单体反应的时间为10～30min；所述加入扩链剂反
应的时间为10～30min所述有机溶剂的加入质量为反应原料总质量的1.5～2倍；所述去离子水的加入质量为反应原料总质量的1～2倍。6.根据权利要求2所述的基于脲基三嗪结构合成含四重氢键的水性聚氨酯分散体的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述二氨基三嗪单体...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙东成，刘昊，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：