[發(fā)明專利]一種由油脂二聚酸制備端環(huán)氧基聚氨酯的方法

無效

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• 申請日: 2013-11-13
• 公開（公告）號: CN103601868A
• 公開（公告）日: 2014-02-26
• 發(fā)明（設計）人: 聶小安;王義剛;陳潔;常俠
• 申請（專利權(quán)）人: 中國林業(yè)科學研究院林產(chǎn)化學工業(yè)研究所
• 主分類號: C08G18/83
• 分類號: C08G18/83;C08G18/68;C08G18/10;C08G59/02;C08G59/28
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 馮慧

技術領域

本發(fā)明屬于高彈性環(huán)氧樹脂領域，具體涉及一種端環(huán)氧基聚氨酯的制備方法。?

背景技術

環(huán)氧樹脂具有很好的粘結(jié)性、機械強度、電絕緣性等特性而廣泛應用于國民經(jīng)濟各個工業(yè)領域，但其玻璃化溫度高，性脆，沖擊強度低等結(jié)構(gòu)缺陷，使其應用受到一定的限制，難以滿足許多工程技術日益嚴格的要求。從結(jié)構(gòu)上提高環(huán)氧樹脂的柔韌性，成為環(huán)氧樹脂應用技術的熱目課題。?

雙酚A環(huán)氧樹脂復合材料的柔性化，通常通過在其結(jié)構(gòu)上接枝具有柔韌性結(jié)構(gòu)的聚合物來解決。林新冠等申請了一種脂肪酸改性環(huán)氧樹脂專利（CN103073701A），這種改性環(huán)氧能增加環(huán)氧樹脂固化產(chǎn)物的柔韌性，但不能顯著提高雙酚A環(huán)氧樹脂固化產(chǎn)物斷裂伸長率；韓孝族等公布了一種丁腈羥改性環(huán)氧樹脂的專利（CN85101895），利用丁腈羥-甲苯二異氰酸酯預聚物，直接加入環(huán)氧復合材料體系來增加體系的柔韌性，由于端異腈基結(jié)構(gòu)易于吸濕，貯存要求高，不利于大規(guī)模推廣使用；胡少坤（“特種橡膠制品”，30（5），2009）報道了羧基液體丁腈橡膠改性環(huán)氧樹脂的研究，環(huán)氧樹脂固化產(chǎn)物伸長率最高達到了74%，受羧基丁腈價格及氣味重的影響，該體系只能在較高附加值產(chǎn)品中使用。?

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術存在的雙酚A環(huán)氧樹脂改性體系存在改性劑價格較高、斷裂伸長率不高的缺點，本發(fā)明公開了一種由油脂二聚酸制備端環(huán)氧基聚氨酯的方法，以油脂二聚酸為主體原料，具有價格低廉、環(huán)保、原料可再生等優(yōu)點。?

本發(fā)明的技術方案為：一種由油脂二聚酸制備端環(huán)氧基聚氨酯的方法，包括如下步驟：步驟一，制備端羥基聚酯多元醇：油脂二聚酸與過量二元醇在酯化催化劑作用下發(fā)生酯化反應，減壓脫去過量二元醇，得到端羥基聚酯多元醇；步驟二，制備端異氰基聚氨酯預聚體：端羥基聚酯多元醇與二異氰酸酯在聚氨酯催化劑作用下發(fā)生加成反應，得到端異氰基聚氨酯預聚體；步驟三，制備端環(huán)氧基聚氨酯樹脂：將端異氰基聚氨酯預聚體與端羥基環(huán)氧化合物室溫下攪拌混合反應至溫度穩(wěn)定后，升溫至50～65℃左右，反應至體系的酸值降到2mgKOH/g以下，即得棕黃色粘稠端環(huán)氧基聚氨酯樹脂；所述的端羥基環(huán)氧化合物為?1-羥基-2，3環(huán)氧丙醇。?

所述油脂二聚酸為大豆油二聚脂肪酸、棉籽油二聚脂肪酸或桐油二聚脂肪酸中的任意一種，按質(zhì)量計環(huán)狀結(jié)構(gòu)不低于85%。?

所述酯化催化劑是鈦酸四丁酯、辛酸亞錫、對甲苯磺酸、氧化鋅中的一種。?

所用二元醇為丙二醇，二甘醇，新戊二醇，乙二醇任一。?

所用二異氰酸酯為甲苯-2,4-二異氰酸酯或4，4`-二苯基甲烷二異氰酸酯。?

所用聚氨酯催化劑為辛酸亞錫，月桂酸二丁基錫，辛酸亞鉛任一。?

有益效果：?

①本發(fā)明采用的原料油脂二聚脂肪酸，來源于大豆油、棉籽油或桐油等天然油脂，具有原料來源可再生、對環(huán)境友好及價格低廉等特點。?

②與直接含羧基化合物直接接枝環(huán)氧樹脂結(jié)構(gòu)相比，本結(jié)構(gòu)體系易于在固化過程形成相分離，不僅能提高環(huán)氧樹脂固化體系的斷裂伸長率，同時也能保證固化產(chǎn)物的機械強度。?

具體實施方式

以下實施例是對本發(fā)明的進一步說明，不是對本發(fā)明的限制。?

一種由油脂二聚脂肪酸制備端環(huán)氧基聚氨酯的方法，包括如下步驟：?

步驟一，將油脂二聚脂肪酸置于反應瓶中，按二聚脂肪酸與二元醇摩爾比為1：2.1～2.5的比例加入二元醇，加入總質(zhì)量的0.1%～0.5%的酯化催化劑，開動攪拌，逐漸升溫至180～200℃，反應4h，當酸值降至2mgKOH/g以下時，在2mmHg的真空度下減壓蒸餾除去水分及過量的二元醇，趁熱過濾，得到端羥基聚酯多元醇；所述的油脂二聚脂肪酸為大豆油二聚脂肪酸、棉籽油二聚脂肪酸或桐油二聚脂肪酸中的任意一種，按質(zhì)量計，環(huán)狀結(jié)構(gòu)不低于85%；所述的二元醇包括丙二醇，二甘醇，新戊二醇，乙二醇。所述的酯化催化劑是異辛酸鉛、辛酸亞錫、對甲苯磺酸、氧化鋅，原料易于采購。?

步驟二，將一定量二異氰酸酯置于反應瓶中，分批次加入總質(zhì)量為二異氰酸酯質(zhì)量的1.8～2.2倍的聚酯多元醇酯，加入相當于端羥基聚酯多元醇質(zhì)量0.2%的聚氨酯催化劑，開動攪拌，升溫至50℃～60℃，反應1～3h，降溫至室溫，即得端異氰基聚氨酯預聚體；所述的聚氨酯催化劑包括辛酸亞錫，月桂酸二丁基錫，辛酸亞鉛。?