[發明專利]一種三嵌段型烯基聚醚粘合劑及其合成方法

有效

• 申請號: 201711078218.9
• 申請日: 2017-11-06
• 公開（公告）號: CN107674628B
• 公開（公告）日: 2020-05-29
• 發明（設計）人: 莫洪昌;盧先明;徐明輝;陸婷婷;王曉川;汪偉;朱勇
• 申請（專利權）人: 西安近代化學研究所
• 主分類號: C09J171/02
• 分類號: C09J171/02;C08G65/28;C06B23/00
• 代理公司: 中國兵器工業集團公司專利中心 11011
• 代理人: 徐茂梁

本發明公開了一種三嵌段型烯基聚醚粘合劑及其合成方法，其結構式如(Ⅰ)所示。其合成過程包括以下步驟：以聚四氫呋喃二醇為引發劑，烯丙基縮水甘油醚為單體經過陽離子開環聚合反應得到三嵌段型烯基聚醚粘合劑。本合成方法簡單，三嵌段型烯基聚醚粘合劑能賦予聚異噁唑啉彈性體較高的力學性能。其中，X＝4～10，為整數；Y＝10～40，為整數；Z＝4～10，為整數。

技術領域

本發明涉及一種三嵌段型烯基聚醚粘合劑及其合成方法，該化合物可作為固體推進劑的粘合劑，屬于高分子材料技術領域。

背景技術

端羥基聚丁二烯(HTPB)是一種具有活性端羥基的“遙爪”型高分子化合物，具有良好的理化性能、玻璃化轉變溫度和粘度低、工藝與力學性能好、可容納比較高的固體含量等優點，是目前固體推進劑研究和應用最為廣泛的粘合劑。HTPB粘合劑可使用異氰酸酯固化劑固化形成聚氨酯彈性體，但是異氰酸酯固化劑固化時存在固化條件苛刻、對水敏感、固化溫度高等問題。

為了解決HTPB粘合劑固化時存在的上述問題，科研人員開發了以腈氧化物為固化劑的聚異噁唑啉交聯固化體系，即利用HTPB分子結構中的雙鍵基團與腈氧化物固化劑中的腈氧基團發生1,3-偶極環加成反應生成異噁唑啉環來固化。例如樊亞勤等人《對苯二腈氧化物的合成及其室溫固化性能》精細化工，2017(9)：1063-1069中報道了采用聚丁二烯為粘合劑，對苯二腈氧化物為固化劑室溫固化制備了聚異噁唑啉彈性體。研究結果表明：隨著固化劑用量的增加，彈性體的拉伸強度逐漸增加，斷裂伸長率逐漸減小，當固化劑用量為10％時，制備的彈性體拉伸強度為0.35MPa，斷裂伸長率為53％，拉伸強度和斷裂伸長率等力學性能均偏低。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是克服背景技術的不足，提供一種能賦予聚異噁唑啉彈性體較高力學性能的三嵌段型烯基聚醚粘合劑及其合成方法。

本發明的構思是：HTPB基聚異噁唑啉彈性體力學性能偏低的原因是HTPB粘合劑中反應性的雙鍵基團均勻分布在分子鏈中，固化后形成的交聯網絡結構不規整，缺陷多。為了提高彈性體的力學性能，本發明設想合成出一種三嵌段型烯基聚醚粘合劑，其中含有烯基側鏈的嵌段分布在聚醚分子鏈的兩端，以提高了固化后形成交聯網絡結構的完整性。

為了解決上述技術問題，本發明的三嵌段型烯基聚醚粘合劑，其結構式如下所示：

其中，X＝4～10，為整數；Y＝10～40，為整數；Z＝4～10，為整數。

本發明的三嵌段型烯基聚醚粘合劑合成路線如下所示：

其中，X＝4～10，為整數；Y＝10～40，為整數；Z＝4～10，為整數。

本發明的三嵌段型烯基聚醚粘合劑合成方法，包括以下步驟：

在一個配有機械攪拌、回流冷凝管、溫度計、滴液漏斗的四口圓底燒瓶中依次加入二氯甲烷、聚四氫呋喃二醇和三氟化硼·四氫呋喃絡合物，在溫度為15℃～30℃下攪拌30min后，降溫至0℃～5℃，開始滴加烯丙基縮水甘油醚，滴加時間為4h～8h，滴加完畢后繼續反應20h～30h，用Na₂CO₃水溶液中和，有機相水洗至中性，濃縮后得到三嵌段型烯基聚醚粘合劑(簡稱HATA)；其中三氟化硼·四氫呋喃絡合物與聚四氫呋喃二醇的摩爾比為1:2～5。

本發明的優點：

本發明的HATA粘合劑主鏈為聚醚鏈，反應性的雙鍵基團分布在分子鏈兩端的側基上，一方面主鏈具有較高的柔順性，另一方面提高了固化后形成交聯網絡結構的規整性，能賦予聚異噁唑啉彈性體較高的力學性能。本發明的HATA基聚異噁唑啉彈性體25℃時拉伸強度為0.83MPa，斷裂伸長率為110.2％，而對比文獻中的聚丁二烯基聚異噁唑啉彈性體25℃時拉伸強度為0.35MPa，斷裂伸長率為53％。