聚氨酯改性环氧树脂的制备方法及聚氨酯改性环氧树脂技术

本发明专利技术公开了一种聚氨酯改性环氧树脂的制备方法，包括在异氰酸酯中加入经脱水处理的聚醚/酯多元醇，反应后得到端异氰酸酯基聚氨酯预聚体；利用端异氰酸酯基聚氨酯预聚体、环氧化合物和无水二氯甲烷反应得到聚氨酯改性环氧树脂；环氧化合物为小分子环氧化合物。本发明专利技术还公开了一种由上述制备方法得到的聚氨酯改性环氧树脂。本发明专利技术实现了聚氨酯改性环氧树脂的精确合成。树脂的精确合成。树脂的精确合成。

【技术实现步骤摘要】
聚氨酯改性环氧树脂的制备方法及聚氨酯改性环氧树脂


[0001]本专利技术涉及聚氨酯改性环氧树脂的制备方法及聚氨酯改性环氧树脂，属于高分子合成


技术介绍

[0002]未改性的环氧树脂固化物，分子韧性较差，限制了该材料的使用。聚氨酯改性环氧树脂，一般是在环氧树脂链中引入柔性聚氨酯链段或者以聚氨酯作为过渡结构引入其他柔性链段，增加分子链整体柔性，进而提升材料的韧性。
[0003]关于聚氨酯改性环氧树脂的制备方法，在产物结构和方法的可控程度上存在一些缺点和有待改进之处，如：(1)一般得到的聚氨酯改性环氧树脂结构复杂，存在其他化学结构的副产物，进而影响树脂性能；(2)制备方法对于改性环氧树脂不同链段的可控调节程度较低，难以实现精确设计合成。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于克服上述缺陷，提供一种聚氨酯改性环氧树脂的制备方法及聚氨酯改性环氧树脂，解决了现有聚氨酯改性环氧树脂的制备副产物含量高，难以实现精确结构调控的技术问题，本专利技术实现了聚氨酯改性环氧树脂的精确合成。
[0005]为实现上述专利技术目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0006]一种聚氨酯改性环氧树脂的制备方法，包括：
[0007]在异氰酸酯中加入经脱水处理的聚醚/酯多元醇，反应后得到端异氰酸酯基聚氨酯预聚体；
[0008]利用端异氰酸酯基聚氨酯预聚体、环氧化合物和无水二氯甲烷反应得到聚氨酯改性环氧树脂；环氧化合物为小分子环氧化合物。
[0009]进一步的，异氰酸酯为4,4
’‑
二苯基二异氰酸酯MDI、六亚甲基二异氰酸酯HDI或甲苯二异氰酸酯TDI中的一种以上；
[0010]聚醚/酯多元醇为聚丙二醇PPG、聚四氢呋喃二醇PTMG或聚己内酯二醇PCL中的一种以上。
[0011]进一步的，环氧化合物为环氧丙醇。
[0012]进一步的，异氰酸酯与聚醚/酯多元醇的摩尔比为2～2.5:1；
[0013]端异氰酸酯基聚氨酯预聚体与环氧化合物的摩尔比为1:1.5～2。
[0014]进一步的，经脱水处理的聚醚/酯多元醇分子量为250
‑
2000。
[0015]进一步的，聚醚/酯多元醇脱水处理的方法为：
[0016]抽真空条件下在105～115℃保持2～3h。
[0017]进一步的，在异氰酸酯中加入经脱水处理的聚醚/酯多元醇，反应后得到端异氰酸酯基聚氨酯预聚体的方法为：
[0018]设在异氰酸酯中加入的聚醚/酯多元醇的总质量为W；
[0019]将45％W～55％W聚醚/酯多元醇加入至异氰酸酯中，使所得混合物升温至75～85℃反应0.5～1.5h后降温至40～60℃，将剩余聚醚/酯多元醇加入至异氰酸酯中，使所得混合物升温至75～85℃反应1.5～3.5h，得到端异氰酸酯基聚氨酯预聚体。
[0020]进一步的，利用端异氰酸酯基聚氨酯预聚体、环氧化合物和无水二氯甲烷反应得到聚氨酯改性环氧树脂的反应条件为在惰性气体氛围下，40℃～60℃下反应4～6h。
[0021]进一步的，聚醚/酯多元醇的分子量增大，所得聚氨酯改性环氧树脂的柔性增大。
[0022]一种聚氨酯改性环氧树脂，采用上述制备方法得到。
[0023]本专利技术与现有技术相比具有如下至少一种有益效果：
[0024](1)本专利技术创造性的提出一种聚氨酯改性环氧树脂的制备方法，以小分子环氧化合物为原料，与聚氨酯预聚体反应，实现了聚氨酯改性环氧树脂的精确合成；
[0025](2)本专利技术聚氨酯改性环氧树脂分子结构中聚氨酯软段可以有效的增加整体分子的柔性；
[0026](3)本专利技术在制备过程中通过改变不同聚醚/酯多元醇分子量能够得到精确结构的聚氨酯改性环氧树脂，有利于明确聚氨酯改性环氧树脂的结构性能关系。
附图说明
[0027]图1为本专利技术实施例1所得聚氨酯改性环氧树脂的核磁共振谱图；
[0028]图2为本专利技术实施例2所得聚氨酯改性环氧树脂的核磁共振谱图；
[0029]图3为本专利技术实施例3所得聚氨酯改性环氧树脂的核磁共振谱图；
[0030]图4为对比例1所得聚氨酯改性环氧树脂的核磁共振谱图。
具体实施方式
[0031]下面通过对本专利技术进行详细说明，本专利技术的特点和优点将随着这些说明而变得更为清楚、明确。
[0032]在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。
[0033]常见的聚氨酯改性环氧树脂一般是利用环氧树脂上的羟基与预聚体上的异氰酸酯基反应，合成原料多为含羟基的聚合物，如双酚A型环氧树脂，聚合物上含有多个羟基，可能与多个异氰酸酯基封端的预聚体反应，因此反应过程中难以调控最终聚氨酯改性环氧树脂的结构。本专利技术提供了一种结构可控的聚氨酯改性环氧树脂的制备方法，该方法以小分子环氧化合物为原料，其结构中含有活性的羟基与环氧基团，一方面保证了与异氰酸酯基团的反应活性，另一方面本专利技术以小分子环氧化合物为原料，与聚氨酯预聚体反应生成了精确结构的聚氨酯改性环氧树脂，实现了聚氨酯改性环氧树脂的精确合成，并且通过化学改性的方法增韧环氧树脂，扩大了环氧树脂的使用范围。
[0034]在一种优选的实施方式中，本专利技术一种聚氨酯改性环氧树脂的制备方法，具体步骤如下：
[0035]在异氰酸酯中分两次加入脱水处理过的聚醚/酯多元醇反应生成端异氰酸酯基聚氨酯预聚体，端异氰酸酯基聚氨酯预聚体再与小分子环氧化合物和无水二氯甲烷反应得到
精确结构的聚氨酯改性环氧树脂。
[0036]上述制备方法中，所述异氰酸酯为4,4
’‑
二苯基二异氰酸酯(MDI)、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、甲苯二异氰酸酯(TDI)中的一种。
[0037]上述制备方法中，所述聚醚/酯多元醇为聚丙二醇(PPG)、聚四氢呋喃二醇(PTMG)、聚己内酯二醇(PCL)中的一种。
[0038]上述制备方法中，所述异氰酸酯：聚醚/酯多元醇的摩尔比为2～2.5:1，异氰酸酯略微过量，有利于合成封端结构的预聚体，作为后续聚氨酯改性环氧树脂的原料。
[0039]上述制备方法中，所述脱水处理过的聚醚/酯多元醇分子量为250
‑
2000。
[0040]上述制备方法中，所述聚醚/酯多元醇脱水方法为抽真空条件下在105～115℃保持2～3h，脱水，有利于减少异氰酸酯与水的副反应，提高预聚体纯度。
[0041]上述制备方法中，所述在异氰酸酯中分两次加入聚醚/酯多元醇为先加入约50％聚醚/酯多元醇，反应升温至75～85℃反应0.5～1.5h，再降温至40～60℃，加入剩余聚醚/酯多元醇，升温至75～85℃反应1.5～3.5h，分次加入聚醚/酯多元醇有利于保持反应过程中异氰酸酯过量，得到封端结构的预聚体，提高本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种聚氨酯改性环氧树脂的制备方法，其特征在于，包括：在异氰酸酯中加入经脱水处理的聚醚/酯多元醇，反应后得到端异氰酸酯基聚氨酯预聚体；利用端异氰酸酯基聚氨酯预聚体、环氧化合物和无水二氯甲烷反应得到聚氨酯改性环氧树脂；环氧化合物为小分子环氧化合物。2.根据权利要求1所述的一种聚氨酯改性环氧树脂的制备方法，其特征在于，异氰酸酯为4,4
’‑
二苯基二异氰酸酯MDI、六亚甲基二异氰酸酯HDI或甲苯二异氰酸酯TDI中的一种以上；聚醚/酯多元醇为聚丙二醇PPG、聚四氢呋喃二醇PTMG或聚己内酯二醇PCL中的一种以上。3.根据权利要求1所述的一种聚氨酯改性环氧树脂的制备方法，其特征在于，环氧化合物为环氧丙醇。4.根据权利要求1所述的一种聚氨酯改性环氧树脂的制备方法，其特征在于，异氰酸酯与聚醚/酯多元醇的摩尔比为2～2.5:1；端异氰酸酯基聚氨酯预聚体与环氧化合物的摩尔比为1:1.5～2。5.根据权利要求1所述的一种聚氨酯改性环氧树脂的制备方法，其特征在于，经脱水处理的聚醚/酯多元醇分子量为250
‑
2000。6.根据权利要求1所述的一种聚氨酯改性环氧树脂的制备方法，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭安儒，赵珩，徐双双，赵一搏，赵金泽，王方颉，申雄刚，
申请(专利权)人：航天材料及工艺研究所，
类型：发明
国别省市：