[發明專利]一種聚氨酯脲?殼聚糖共聚物及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 201710507853.8
• 申請日: 2017-06-28
• 公開（公告）號: CN107216439A
• 公開（公告）日: 2017-09-29
• 發明（設計）人: 黃美娜;徐紹虎;趙彬;崔爽;張書彬
• 申請（專利權）人: 重慶工商大學
• 主分類號: C08G18/66
• 分類號: C08G18/66;C08G18/64;C08G18/42;C08G18/10;C08G63/08;C08L75/06;B65D65/46
• 代理公司: 重慶博凱知識產權代理有限公司50212
• 代理人: 張先蕓

1.一種聚氨酯脲-殼聚糖共聚物，其特征在于，其結構式如下：

2.一種聚氨酯脲-殼聚糖共聚物的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：將小分子二醇與對二氧環己酮(PDO)、丙交酯(LA)在辛酸亞錫作用下反應，制備羥基封端的預聚體，平均分子量為1000～4000；所述小分子二醇為OH-(CH₂)n-OH，其中n＝1～6；所述反應體系為熔融體系；反應溫度為140-145℃，反應壓力為-0.096MPa，反應時間為12-24h；

步驟2：將步驟1得到的預聚體與異氰酸酯在辛酸亞錫作用下反應制得聚氨酯脲預聚體，所述聚氨酯脲預聚體的平均分子量為8000～10000；異氰酸酯與羥基封端的預聚體的反應體系為溶液體系，所述溶液為苯系溶液；反應溫度為70-75℃；反應時間為10-14h；

步驟3：將步驟2得到的聚氨酯脲預聚體與緩慢滴入的殼聚糖及小分子二胺的異丙醇溶液進行反應，實現殼聚糖的接枝，同時獲得長鏈聚氨酯脲，最終制得如權利要求1所述聚氨酯脲-殼聚糖共聚物，其分子量為20000～100000；所述小分子二胺為NH₂-(CH₂)n-NH₂，其中n＝1～6，所述殼聚糖分別為低分子量和高分子量殼聚糖，分子量為5000～50000；

聚氨酯脲預聚體與殼聚糖與小分子二胺的反應體系為溶液體系，所述溶液為苯系溶液；反應溫度為70-75℃；反應溫度為5℃溫度；反應時間為3-6h。

3.根據權利要求2所述聚氨酯脲-殼聚糖共聚物的制備方法，其特征在于，所述步驟1中，小分子二醇與丙交酯(LA)的摩爾比為1:20～200；對二氧環己酮(PDO)與丙交酯(LA)的摩爾比為1:1～10。

4.根據權利要求2所述聚氨酯脲-殼聚糖共聚物的制備方法，其特征在于，所述步驟2中，異氰酸酯包括雙官能團異氰酸酯或三官能團異氰酸酯中的任一種；異氰酸酯用量為保證NCO:OH摩爾比為1.1-1.5:1。

5.根據權利要求2所述聚氨酯脲-殼聚糖共聚物的制備方法，其特征在于，所述步驟3中，聚氨酯脲預聚體與殼聚糖和小分子二胺的摩爾比為保證NCO：NH₂＝1：1～1.2，所述反應中殼聚糖與小分子二胺的摩爾比為1：1/5～10，保證殼聚糖的引入量呈一定梯度。

6.一種聚氨酯脲-殼聚糖共聚物的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：選用n＝2的乙二醇(EG)為小分子二醇，以EG/(PDO+LA)＝1:200,PDO/LA＝1:5的比例制備羥基封端的預聚體，所制得的預聚體的數均分子量4000；所述反應體系為熔融體系；反應溫度為140-145℃，反應壓力為-0.096MPa，反應時間為12-24h；

步驟2：將分子量為4000的羥基封端的預聚體與n＝6，含有雙NCO的HDI進行反應，制備聚氨酯脲預聚體，所加入的HDI的含量為，保證NCO/OH的摩爾比為1.1：1，制得的聚氨酯脲預聚體的數均分子量為12000；異氰酸酯與羥基封端的預聚體的反應體系為溶液體系，所述溶液為苯系溶液；反應溫度為70-75℃；反應時間為12h；

步驟3：將分子量為12000的NCO基封端的聚氨酯脲預聚體與分子量為10000的殼聚糖及n＝4的丁二胺共同反應，保證NCO/NH2的比例為1:1.05；同時分別以殼聚糖/丁二胺的摩爾比為1:2、1:1和1:0.5的比例制備聚氨酯脲-殼聚糖共聚物，分別制得共聚物1、共聚物2和共聚物3三種共聚物，其分子量分別為50000、38000、42000；

聚氨酯脲預聚體與殼聚糖與小分子二胺的反應體系為溶液體系，所述溶液為苯系溶液；反應溫度為70-75℃；反應溫度為5℃；反應時間4h。

7.一種聚氨酯脲-殼聚糖共聚物的應用，其特征在于，如權利要求1-6任一所述聚氨酯脲-殼聚糖共聚物用于制備塑料包裝薄膜。

8.一種聚氨酯脲-殼聚糖共聚物的應用，其特征在于，如權利要求1-6任一所述聚氨酯脲-殼聚糖具有可控的降解性，降解性隨著PDO與LA摩爾比的降低呈下降趨勢，所述降解時間為6～24個月。

9.一種聚氨酯脲-殼聚糖共聚物的應用，其特征在于，如權利要求1-6任一所述聚氨酯脲-殼聚糖具有優良的耐油性，在6～24個月時間內耐食用油、防銹油、印刷油墨。