[發明專利]一種環碳酸酯基封端聚氨酯預聚體、制備方法及應用

在審

• 申請號: 202010775903.2
• 申請日: 2020-08-05
• 公開（公告）號: CN112011029A
• 公開（公告）日: 2020-12-01
• 發明（設計）人: 張煒;劉宇星;趙世琦
• 申請（專利權）人: 廊坊金島奇士膠業有限公司
• 主分類號: C08G18/76
• 分類號: C08G18/76;C08G18/66;C08G18/48;C08G18/28;C08G18/10;C08L63/02;C08L75/08
• 代理公司: 北京志霖恒遠知識產權代理事務所(普通合伙) 11435
• 代理人: 楊玉廷

本發明提供了一種環碳酸酯基封端的聚氨酯預聚體及其制備方法和應用，所述聚氨酯預聚體由環碳酸酯基完全封端，其制備是在將多元醇和封閉劑分別脫水處理后，將多元醇和異氰酸酯混合并加入催化劑后攪拌進行預聚反應，得到端基為異氰酸酯基的聚合物；再添加脫水處理的封閉劑，得到環碳酸酯基封端的聚氨酯預聚體；最后根據需要添加活性稀釋劑降低預聚體粘度。本發明的聚氨酯預聚體具有良好的柔韌性，在環氧樹脂中添加少量時改善其抗開裂性能、抗沖擊性能和粘結力，添加大量時改善柔韌性，同時改善固化物的內聚強度和耐水解性，且不會釋放小分子封閉劑；預聚體制備過程中不產生三廢，無需高溫高壓，對生產設備的安全性和工藝控制要求較低，適于工業生產。

技術領域

本發明屬于高分子材料領域，具體涉及一種環碳酸酯基封端聚氨酯預聚體、制備方法及應用。

背景技術

環氧樹脂是一類具有良好的粘接、耐腐蝕、絕緣、高強度等性能的熱固性樹脂，它已被廣泛地應用于粘合劑、密封材料、涂料、復合材料等多種材料的制備，是各工業領域中不可缺少的基礎材料。環氧樹脂的固化產物通常是具有較高交聯密度的三維網狀結構，常溫下處于玻璃態，一般質地硬脆，耐開裂和沖擊性能較差，因而只有在提高韌性后才能廣泛應用。提高韌性的傳統方法，常使用鄰苯二甲酸二丁酯、鄰苯二甲酸二辛酯等非活性的增塑劑，使樹脂固化物柔化，對性能有一定改善，但是增塑劑會隨時間慢慢遷移到固化物的表面，導致固化物的韌性降低。

在環氧樹脂固化體系中添加合適的增韌劑可以提高抗開裂性能和抗沖擊性能，同時，在某些應用領域，水工建筑物的修補材料和表面防護材料、電子行業的灌封材料等，都要求固化物能夠在一定溫度范圍內保持彈性。

公開號為CN107973922A和CN101050344A的中國專利，采用了改性全硫化粉末橡膠對環氧樹脂進行增韌改性。這類粉末橡膠使用丁苯橡膠、羧基丁苯橡膠、丁腈橡膠、羧基丁腈橡膠、聚丁二烯橡膠、氯丁橡膠、硅橡膠、丙烯酸酯類橡膠、丁苯吡橡膠等膠乳進行輻照硫化，制得的粉末橡膠產物平均粒徑在納米級，將其均勻分散在環氧樹脂中可使固化物的韌性大幅度提高，耐熱性能不降低甚至還有所提高，所制備的膠粘劑可獲得高的拉伸剪切強度、高的剝離強度和高的抗沖擊強度，但是采用這種粉末橡膠對分散工藝要求較高，且無法獲得彈性環氧樹脂固化物。

公開號為CN101445583A、CN101528802A的中國專利申請和CN101528799B的中國專利，首先制備具有端異氰酸酯-NCO基團和聚醚二元醇為柔性鏈的聚氨酯預聚中間體，然后采用分子中同時具有羥基-OH基團和環氧基團的封閉劑反應，獲得端環氧基的聚氨酯改性環氧樹脂，用于粘合劑和復合耐磨涂層材料可使產品具有高粘接強度和高抗沖擊韌性，但是由于所用封閉劑是三羥甲基丙烷三縮水甘油醚和雙酚A二縮水甘油醚的制備過程中所含的小部分分子上殘留少量羥基-OH的環氧樹脂，本身在產物中占比較小，限制了與殘留羥基反應的端異氰酸酯基團的數量，因此產物中聚氨酯柔性鏈所占的比例不高。

公開號CN103180400B的中國專利中首先制備具有端異氰酸酯-NCO基團和柔性鏈多元醇為主鏈的聚氨酯預聚中間體，然后采用酚類化合物將其端異氰酸酯-NCO基團封閉，用于環氧樹脂固化體系可形成具有良好搭接剪切和沖擊剝離強度的結構粘合劑，但是酚類封閉的聚氨酯預聚體在與具有氨基的固化劑反應過程中會被氨基所取代從而釋放出酚類小分子。