[發明專利]一種擴鏈劑及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 202010720674.4
• 申請日: 2020-07-24
• 公開（公告）號: CN112028801B
• 公開（公告）日: 2021-07-09
• 發明（設計）人: 張超群;王曉;張怡;盧其明;羅穎
• 申請（專利權）人: 華南農業大學
• 主分類號: C07C323/58
• 分類號: C07C323/58;C07C319/14;C07D301/00;C07D303/36;C08G18/10;C08G18/66;C08G18/67;C08G18/44;C08G18/48;C08G18/32;C08L75/04;C08L75/08;C08L75/14;C09D
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 陳娟

本發明涉及一種擴鏈劑及其制備方法和應用。該擴鏈劑具有如式(Ⅰ)或式(Ⅱ)所示結構：其中，R、R₁、R₂和R₃獨立地選自烷基、取代烷基、苯基、取代苯基、雜環基、烷基雜環基或羰基。本發明提供的擴鏈劑同時具有交聯作用的羥基和親水作用的羧基或叔胺基，且在常溫下為液態，具有明顯的相容性的優勢；將其作為親水擴鏈劑用于制備聚氨酯時，可賦予水性聚氨酯乳液良好的儲存穩定性，具有高達90％的生物含量，且水性聚氨酯的力學性能得到提升，具有相當或優于常規商業的擴鏈劑制備得到的水性聚氨酯材料的水平。

技術領域

本發明屬于高分子材料領域，具體涉及一種擴鏈劑及其制備方法和應用。

背景技術

聚氨酯(PU)是最重要的聚合物之一，由于其優異的性能，已在涂料，密封劑，粘合劑，泡沫和復合材料等領域得到廣泛的應用。目前制備聚氨酯用的親水擴鏈劑大多是二羥甲基丁酸(DMBA)、2,2-二羥甲基丙酸(DMPA)等幾種。這些親水擴鏈劑在有機溶劑中的溶解度較低，導致制備PU時使用大量的溶劑，產生的揮發性有機化合物(VOC)，包括甲苯、丁酮等，對環境和施工人員造成極大的傷害。另一方面，現在石化資源面臨枯竭，導致傳統親水擴鏈劑的價格波動比較大。因此制備新型的、環境友好的、價格低廉的親水擴鏈劑勢在必行。

近年來許多科研工作者致力于合成新的擴鏈劑。其中光點擊反應由于其高效快速、反應條件簡單、易于純化等優點在制備多元醇、擴鏈劑等方面得到廣泛的應用。Desroches等通過油酸與巰基乙醇進行光點擊反應，研究了硫醇-烯反應的參數和副作用，并成功制備了菜籽油基多元醇，并且所得聚氨酯具有與市售聚氨酯相同的耐熱性。付長清等(江西師范大學)用植物油和巰基丙酸進行巰基-烯點擊反應，成功合成了植物油基多元羧酸新型親水擴鏈劑。

目前報道的制備新型親水擴鏈劑的專利較少，例如公開號為CN106046288A的中國發明專利公開了一種親水擴鏈劑的制備及其應用，公開號為CN101240057A的中國發明專利公開了一種磺酸型親水擴鏈劑的制備方法，以上專利都是成功制備親水擴鏈劑并在聚氨酯方面得以應用的實例，其性能優異，有望取代傳統擴鏈劑。但是以上實例都是以石油基為基材，不滿足可持續發展的要求。

因此，開發一種減少或者代替石油類不可再生資源的新型親水擴鏈劑具有重要的研究意義和經濟價值。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術中制備聚氨酯時選用的親水擴鏈劑均是石化資源為基材，不環保的缺陷或不足，提供一種親水擴鏈劑。本發明提供的擴鏈劑同時具有交聯作用的羥基(至少3個)和親水作用的羧基或叔胺基，且在常溫下為液態，具有明顯的相容性的優勢；將其作為親水擴鏈劑用于制備聚氨酯時，可賦予水性聚氨酯乳液良好的儲存穩定性，高生物含量(高達90％)，且水性聚氨酯的力學性能得到提升，具有相當或優于常規商業的擴鏈劑(例如DMPA和DMBA)制備得到的水性聚氨酯材料的水平。

本發明的另一目的在于提供上述擴鏈劑的制備方法。

本發明的另一目的在于提供上述擴鏈劑在制備聚氨酯中的應用。

為實現上述發明目的，本發明采用如下技術方案：

一種擴鏈劑，具有如式(Ⅰ)或式(Ⅱ)所示結構：

其中，R、R₁、R₂和R₃獨立地選自烷基、取代烷基、苯基、取代苯基、雜環基、烷基雜環基或羰基。

本發明提供的擴鏈劑同時具有交聯作用的羥基和親水作用的羧基或叔胺基，且在常溫下為液態，具有明顯的相容性的優勢；將其作為親水擴鏈劑用于制備聚氨酯時，可賦予水性聚氨酯乳液良好的儲存穩定性，具有高達90％的生物含量，且水性聚氨酯的力學性能得到提升，具有相當或優于常規商業的擴鏈劑(例如DMPA和DMBA)制備得到的水性聚氨酯材料的水平。