一种耐高温聚氨酯树脂的制备方法与应用技术

本发明专利技术涉及高分子材料技术领域，公开了一种耐高温聚氨酯树脂的制备方法与应用，采用甲基丙烯酸羟乙酯为封端剂，制备端烯基聚氨酯预聚体乳液，使用1,2

【技术实现步骤摘要】
一种耐高温聚氨酯树脂的制备方法与应用


[0001]本专利技术涉及高分子材料
，具体涉及一种耐高温聚氨酯树脂的制备方法与应用。

技术介绍

[0002]聚氨酯的结构中含有大量高极性的氨基甲酸酯基团和反应活性较高的异氰酸酯基团，因此对木材等多种材料具有良好的粘力，附着力十分优异，因此在塑料、纸张、皮革、金属、玻璃和木材等材料的粘结领域具有广泛的应用，并且聚氨酯合成简单，加工容易，目前聚氨酯的合成主要采用聚醚多元醇为原料，其较低的内聚能会导致合成的聚氨酯树脂耐热性能较差，导致以聚氨酯树脂为原料制备的胶黏剂在高温环境下易发生水解，进而产生脱胶的现象，不利于聚氨酯树脂在胶黏剂领域的进一步应用，因此需要对聚氨酯进行改性。
[0003]通过调节聚氨酯的反应原料，改变聚氨酯的分子链结构，可以提高聚氨酯树脂的耐高温性能，申请号为CN202110635524.8的中国专利技术专利公开了一种耐高温隔热性聚氨酯密封胶及制备方法，通过对二苯甲烷二异氰酸酯结构中加入硅烷，使其端部与有机硅烷端封剂连接，再进行后续的预聚合、聚合，使用苯酐聚酯多元醇为原料，配合聚醚三醇和小分子扩链剂的使用，使制得的聚氨酯链具有树枝状的结构，进而从结构上提高了聚氨酯密封胶的耐高温隔热性，从而使制备的聚氨酯其具有良好的耐高温性能，但是聚醚三醇本身的低内聚能难免会对聚氨酯树脂的耐热性产生影响，因此，需要改变聚氨酯的大分子二元醇/多元醇原料，才能有效增强聚氨酯树脂的耐高温性能。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种耐高温聚氨酯树脂的制备方法与应用，通过以1,2
‑
二马来酰亚胺基乙烷为交联剂，以金刚烷改性端羟基聚丁二烯为二元醇原料，使制备的聚氨酯树脂具有优异的耐高温性能。
[0005]本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：
[0006]一种耐高温聚氨酯树脂的制备方法包括以下步骤：
[0007](1)将改性端羟基聚丁二烯与甲苯
‑
2,4
‑
二异氰酸酯置于反应器中，搅匀，滴入二月桂酸二丁基锡，将反应器中的温度升高至70
‑
75℃，反应1
‑
4h，待反应器中温度降低至50
‑
60℃，加入溶有1,4
‑
丁二醇的丙酮溶液，反应30
‑
40mi n，使用甲基丙烯酸羟乙酯进行封端处理30
‑
60mi n，反应结束后降温处理，得端烯基聚氨酯预聚体乳液；
[0008](2)将1,2
‑
二马来酰亚胺基乙烷加入端烯基聚氨酯乳液中，搅匀，继续向体系中加入引发剂，升高体系的反应温度至60
‑
80℃,在氮气保护下，反应4
‑
12h，反应结束后降温出料，真空干燥，得耐高温聚氨酯树脂。
[0009]进一步地，步骤(2)中，所述引发剂为二叔丁基过氧化物、偶氮二异丁腈或者过氧化苯甲酰中的任意一种。
[0010]通过上述技术方案，以改性端羟基聚丁二烯为二元醇原料，甲苯
‑
2,4
‑
二异氰酸酯
为二元异氰酸酯原料，配合1,4
‑
丁二醇扩链剂和甲基丙烯酸羟乙酯封端剂，制备端烯基聚氨酯预聚体乳液，以1,2
‑
二马来酰亚胺基乙烷为交联剂，在引发剂的作用下，发生交联聚合，得马来酰亚胺交联耐高温聚氨酯树脂。
[0011]进一步地，步骤(1)中，所述改性端羟基聚丁二烯的制备方法包括以下步骤：
[0012]S1：将端羟基聚丁二烯倒入甲苯中，升高温度至80
‑
90℃，搅拌至完全溶解，待反应液中温度降低至40
‑
50℃，加入甲酸水溶液，待温度降低至室温后，加入浓度为30％的双氧水，继续反应6
‑
18h，反应结束后，使用去离子水分离反应液中的双氧水和甲酸，倒入乙醇中析出固体产物，得环氧化端羟基聚丁二烯；
[0013]S2：将环氧化聚丁二烯溶解在甲苯中，继续加入二
‑1‑
金刚烷基膦混匀，升高温度进行反应，反应结束后，减压蒸馏除去溶剂，真空干燥，得改性端羟基聚丁二烯。
[0014]进一步地，步骤S1中，所述端羟基聚丁二烯的平均分子量为2700
‑
3300，羟值为0.47
‑
0.53mmo l/g。
[0015]进一步地，步骤S1中，所述甲酸溶液的质量浓度为80
‑
90％。
[0016]进一步地，步骤S2中，所述环氧化聚丁二烯和二
‑1‑
金刚烷基膦的质量比为1:0.02
‑
0.05。
[0017]进一步地，步骤S2中，所述反应的温度为100
‑
110℃，回流反应6
‑
18h。
[0018]通过上述技术方案，以甲酸
‑
双氧水为氧化体系，将端羟基聚丁二烯结构中的烯基氧化成环氧基团，得端羟基环氧化聚丁二烯，在高温条件下，其结构中的环氧基团可以与二
‑1‑
金刚烷基膦结构中的P
‑
H键发生开环加成反应，从而将二
‑1‑
金刚烷基膦共价连接在端羟基聚丁二烯分子链中，得改性端羟基聚丁二烯。
[0019]一种耐高温聚氨酯树脂的应用，是将制得的耐高温聚氨酯树脂应用于胶黏剂领域。
[0020]本专利技术的有益效果：
[0021](1)本专利技术采用甲基丙烯酸羟乙酯为封端剂，制备端烯基聚氨酯预聚体乳液，使用1,2
‑
二马来酰亚胺基乙烷为交联剂，与端烯基聚氨酯预聚体乳液相互交联聚合，使得制备的聚氨酯树脂结构中含有相互缠绕的三维交联网络，进而提高了聚氨酯分子链的交联密度，能够对聚氨酯分子链的运动起到一定的限位作用，阻碍聚氨酯分子链的运动，此外，交联密度的提高有利于聚氨酯树脂承受更高的外界冲击力，因此制备的聚氨酯树脂具有良好的耐高温性能和耐冲击性能，而交联剂1,2
‑
二马来酰亚胺基乙烷结构中含有耐高温性能较强的双马来酰亚胺基团，可以进一步增强聚氨酯树脂的耐高温性能。
[0022](2)本专利技术采用二
‑1‑
金刚烷基膦对端羟基聚丁二烯进行改性，使端羟基聚丁二烯结构中含有丰富的金刚烷基膦，由于金刚烷结构中含有稳定的六元环，需要吸收大量的能量才能发生键的断裂，因此，以改性端羟基聚丁二烯为原料制备的聚氨酯树脂具有更高的耐高温性能，另外，二
‑1‑
金刚烷基膦含有磷元素，可以一定程度上增强聚氨酯树脂的阻燃性能，而且摒弃了传统的聚醚多元醇原料，避免了聚醚多元醇内聚能较低，对聚氨酯树脂耐高温性能产生影响。
[0023]当然，实施本专利技术的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
[0024]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种耐高温聚氨酯树脂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：(1)将改性端羟基聚丁二烯与甲苯
‑
2,4
‑
二异氰酸酯置于反应器中，搅匀，滴入二月桂酸二丁基锡，将反应器中的温度升高至70
‑
75℃，反应1
‑
4h，待反应器中温度降低至50
‑
60℃，加入溶有1,4
‑
丁二醇的丙酮溶液，反应30
‑
40min，使用甲基丙烯酸羟乙酯进行封端处理30
‑
60min，反应结束后降温处理，得端烯基聚氨酯预聚体乳液；(2)将1,2
‑
二马来酰亚胺基乙烷加入端烯基聚氨酯乳液中，搅匀，继续向体系中加入引发剂，升高体系的反应温度至60
‑
80℃,在氮气保护下，反应4
‑
12h，反应结束后降温出料，真空干燥，得耐高温聚氨酯树脂。2.根据权利要求1所述的一种耐高温聚氨酯树脂的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述引发剂为二叔丁基过氧化物、偶氮二异丁腈或者过氧化苯甲酰中的任意一种。3.根据权利要求1所述的一种耐高温聚氨酯树脂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述改性端羟基聚丁二烯的制备方法包括以下步骤：S1：将端羟基聚丁二烯倒入甲苯中，升高温度至80
‑
90℃，搅拌至完全溶解，待反应液中温度降低至...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄晓宝，
申请(专利权)人：合肥徽润涂料有限公司，
类型：发明
国别省市：