【技术实现步骤摘要】
一种阴非离子水性聚氨酯的制备方法
[0001]本专利技术属于聚氨酯材料
，尤其涉及一种阴非离子水性聚氨酯的制备方法。
技术介绍
[0002]20世纪60年代以来，溶剂型聚氨酯得到广泛的使用，包括聚氨酯涂料、胶黏剂等等，溶剂作为聚氨酯树脂的分散介质大部分为二甲基甲酰胺、甲苯、二甲苯、丙酮以及丁酮，其在聚氨酯树脂中的含量高达70%，当前，这些有机溶剂还不能完全回收，因此存在易燃易爆、易挥发、气味大、使用时造成空气污染，具有或多或少的毒性的缺点，近20多年来，保护地球环境的舆论压力与日俱增，人们的环保意识不断增强，我国也逐渐出台了一些政策，限制溶剂型聚氨酯材料的使用。
[0003]因此，无论是从环保方面还是从市场方面，开发无溶剂法制备聚氨酯材料都是未来聚氨酯材料的发展趋势，当前，无溶剂聚氨酯材料的制备一种是通过快速成型反应，一种是通过将可逆化学键引入到聚氨酯材料中进而实现聚氨酯材料的无溶剂过程。
[0004]然而，当前通过将可逆化学键引入到聚氨酯材料中进而实现聚氨酯材料的无溶剂过程的关键问题在于控制聚氨酯预聚物的粘度防止在发生DA反应之前体系粘度提高而致使无溶剂制备过程无法进行，因此，为了保证聚氨酯预聚物的粘度问题，往往采用粘度较小的聚丙二醇多元醇，而对于常温下容易结晶的聚酯多元醇则需要进一步加热至一定的温度方可保证其在反应过程中的流动性问题，而温度的提升则增加了反应体系发生副反应而形成交联体系而无法实现无溶剂制备的可能性，因此，现阶段市场上亟需一种阴非离子水性聚氨酯的制备方法来解决上述问题。>
技术实现思路
[0005]本专利技术的目的在于：为了解决当前通过将可逆化学键引入到聚氨酯材料中进而实现聚氨酯材料的无溶剂过程的关键问题在于控制聚氨酯预聚物的粘度防止在发生DA反应之前体系粘度提高而致使无溶剂制备过程无法进行，因此，为了保证聚氨酯预聚物的粘度问题，往往采用粘度较小的聚丙二醇多元醇，而对于常温下容易结晶的聚酯多元醇则需要进一步加热至一定的温度方可保证其在反应过程中的流动性问题，而温度的提升则增加了反应体系发生副反应而形成交联体系而无法实现无溶剂制备可能性的问题，而提出的一种阴非离子水性聚氨酯的制备方法。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：一种阴非离子水性聚氨酯的制备方法，包括以下制备流程：步骤S1：以聚酯多元醇为原料，插入式酯基丙氧基化为催化剂，通过催化反应制备聚醚酯多元醇；步骤S2：取一定量由步骤S1所制备的聚醚酯多元醇于纯净的化学反应容器中，并在其中加入二异氰酸酯化合物，经反应后制备端基为异氰酸酯的聚氨酯预聚物；
步骤S3：取一定量由步骤S2所制备的端基为异氰酸酯的聚氨酯预聚物于纯净的化学反应容器中，并在其中加入含呋喃环的活泼氢化合物，经反应后制备含呋喃环的聚氨酯预聚物；步骤S4：取一定量由步骤S3所制备含呋喃环的聚氨酯预聚物于纯净的化学反应容器中，并在其中加入双马来酰亚胺化合物，两者经混合后通过Diels
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Alder反应无溶剂制备聚氨酯材料。
[0007]作为上述技术方案的进一步描述：所述步骤S1中聚酯多元醇与插入式丙氧基化制备聚醚酯多元醇的制备方法，其包括以下制备流程：步骤a1：使聚酯多元醇在真空条件下110℃除水2小时，压力为110
‑
130Pa；步骤a2：在100质量份除水后的聚酯多元醇内，加入1
‑
4质量份插入式酯基乙氧基化催化剂，N2氛围下在1~4小时内导入50~150质量份环氧丙烷，最终得到150
‑
250质量份的产物。
[0008]作为上述技术方案的进一步描述：所述步骤a1中聚酯多元醇包括脂肪族系聚酯多元醇、芳香族聚酯多元醇和聚己内酯多元醇，且所述聚酯多元醇的分子量为600
‑
2000，所述步骤a2中插入式酯基乙氧基化催化剂与环氧丙烷在N2氛围下生成插入式酯基丙氧基化催化剂。
[0009]作为上述技术方案的进一步描述：所述含呋喃环的活泼氢化合物为糠胺与丙烯酸羟乙酯按照摩尔比1:1发生Michale加成反应所制备得到。
[0010]作为上述技术方案的进一步描述：所述步骤S2中端基为异氰酸酯的聚氨酯预聚物的制备方法，其包括以下制备流程：步骤b1：先按照二异氰酸酯化合物与聚醚酯多元醇的摩尔比例为2.0
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2.2的配比进行混合，并在50℃氛围下反应0.5
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1.5小时；步骤b2：接着加入催化剂，并继续反应0.5小时，获得端基为异氰酸酯的聚氨酯预聚物。
[0011]作为上述技术方案的进一步描述：所述二异氰酸酯化合物为二苯基甲烷二异氰酸酯、甲苯
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2，4
‑
二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯或氢化苯基甲烷二异氰酸酯中的一种。
[0012]作为上述技术方案的进一步描述：所述步骤b2中的催化剂为辛酸亚锡、二月桂酸二丁基锡。
[0013]作为上述技术方案的进一步描述：所述步骤S3中含呋喃环的聚氨酯预聚物的制备方法，其包括以下制备流程：步骤c1：先将含呋喃环的活泼氢化合物滴加到端基为异氰酸酯的聚氨酯预聚物中，含呋喃环的活泼氢化合物的滴加时间为0.5
‑
1小时；步骤c2：升温至60
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70℃反应3小时即可得到含呋喃环的聚氨酯预聚物。
[0014]作为上述技术方案的进一步描述：所述步骤S4中聚氨酯材料的制备方法，且包括以下制备方法：
步骤d1：双马来酰亚胺化合物加入到含呋喃环的聚氨酯预聚物中；步骤d2：升温至90℃
‑
110℃，并继续搅拌1小时，双马来酰亚胺化合物溶解于含呋喃环的聚氨酯预聚物中；步骤d3：降低温度至10℃，反应3小时，抽真空去除气泡，倒入聚四氟乙烯盘中，放入60℃烘箱中10
‑
12小时，得到呋喃/马来酰亚胺类Diels
‑
Alder加成物的聚氨酯材料。
[0015]作为上述技术方案的进一步描述：所述双马来酰亚胺化合物为4，4
’‑
双马来酰亚胺二苯甲烷、N，N'
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间苯撑双马来酰亚胺。
[0016]综上所述，由于采用了上述技术方案，本专利技术的有益效果是：1、本专利技术中，通过对聚酯多元醇改性，解决了当前可修复聚氨酯材料的无溶剂合成仅能使用低粘度的聚醚多元醇的局限性，使得结晶性强的聚酯多元醇通过改性也可以应用在聚氨酯材料的无溶剂合成过程中，有效避免了因温度的提升而增加反应体系发生副反应的可能性。
[0017]2、本专利技术中，聚酯多元醇采用粘度较小的聚丙二醇多元醇，并通过聚丙二醇链段引入到酯基上，使得无溶剂制备得到的聚氨酯材料的疏水性进一步增强，因此耐水解性得到很大的提高。
附图说明
[0018]图1为本专利技术提出的一种阴非离子水性聚氨酯的制备方法的工艺流程图；图2为本专利技术提出的一种阴非离子水性聚氨酯的制备方法中聚酯多元醇插入式酯基丙氧基化制备聚醚酯多元醇的制备方法的工艺流程图；图3为本专利技术提出的一本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种阴非离子水性聚氨酯的制备方法，其特征在于，包括以下制备流程：步骤S1：以聚酯多元醇（1）为原料，插入式酯基丙氧基化（2）为催化剂，通过催化反应制备聚醚酯多元醇（3）；步骤S2：取一定量由步骤S1所制备的聚醚酯多元醇（3）于纯净的化学反应容器中，并在其中加入二异氰酸酯化合物（4），经反应后制备端基为异氰酸酯的聚氨酯预聚物（5）；步骤S3：取一定量由步骤S2所制备的端基为异氰酸酯的聚氨酯预聚物（5）于纯净的化学反应容器中，并在其中加入含呋喃环的活泼氢化合物（6），经反应后制备含呋喃环的聚氨酯预聚物（7）；步骤S4：取一定量由步骤S3所制备含呋喃环的聚氨酯预聚物（7）于纯净的化学反应容器中，并在其中加入双马来酰亚胺化合物（8），两者经混合后通过Diels
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Alder反应无溶剂制备聚氨酯材料（9）。2.根据权利要求1所述的一种阴非离子水性聚氨酯的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中聚酯多元醇（1）与插入式丙氧基化制备聚醚酯多元醇（3）的制备方法，其包括以下制备流程：步骤a1：使聚酯多元醇（1）在真空条件下110℃除水2小时，压力为110
‑
130Pa；步骤a2：在100质量份除水后的聚酯多元醇（1）内，加入1
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4质量份插入式酯基乙氧基化催化剂，N2氛围下在1~4小时内导入50~150质量份环氧丙烷，最终得到150
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250质量份的产物。3.根据权利要求2所述的一种阴非离子水性聚氨酯的制备方法，其特征在于，所述步骤a1中聚酯多元醇（1）包括脂肪族系聚酯多元醇、芳香族聚酯多元醇和聚己内酯多元醇，且所述聚酯多元醇（1）的分子量为600
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2000，所述步骤a2中插入式酯基乙氧基化催化剂与环氧丙烷在N2氛围下生成插入式酯基丙氧基化（2）催化剂。4.根据权利要求1所述的一种阴非离子水性聚氨酯的制备方法，其特征在于，所述含呋喃环的活泼氢化合物（6）为糠胺与丙烯酸羟乙酯按照摩尔比1:1发生Michale加成反应所制备得到。5.根据权利要求1所述的一种阴非离子水性聚氨酯的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中端基为异氰酸酯的聚氨酯预聚物（5）的制备方法，其包括以下制...
【专利技术属性】
技术研发人员：杜鹏飞，
申请(专利权)人：福建师范大学泉港石化研究院，
类型：发明
国别省市：
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