[發(fā)明專利]一種含碳酸酯結(jié)構(gòu)的生物降解聚氨酯及其制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111664138.8
• 申請日: 2021-12-30
• 公開（公告）號: CN114292381A
• 公開（公告）日: 2022-04-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李超;張?zhí)煊?/a>;張春華
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇華盛材料科技集團(tuán)有限公司
• 主分類號: C08G18/66
• 分類號: C08G18/66;C08G18/48;C08G18/44;C08G18/12;C08G18/32
• 代理公司: 東莞市卓易專利代理事務(wù)所(普通合伙) 44777
• 代理人: 陳海祥

本發(fā)明涉及聚氨酯技術(shù)領(lǐng)域，且公開了一種含碳酸酯結(jié)構(gòu)的生物降解聚氨酯及其制備方法，包括以下比例配比的原料：15％聚乙二醇、66％聚碳酸酯二醇、15％二異氰酸酯、0.05％催化劑、1％擴(kuò)鏈劑溶液、8％二丁胺、15％蒸餾水、1％乙二胺和5％乙酸乙酯溶劑，通過對聚氨酯主要生產(chǎn)原料中聚乙二醇的大量替換成聚碳酸酯二醇，利用聚碳酸二醇本身的特性來在保證聚氨酯基本性能的條件下，還增加了聚氨酯的可降解性，有利于對環(huán)境的保護(hù)；通過聚乙二醇和聚碳酸酯二醇的適量調(diào)配，能夠在不同的使用需求下讓聚氨酯制造注重于不同的性能，讓聚氨酯能夠根據(jù)使用需求調(diào)配其性能，增加其泛用性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及聚氨酯技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種含碳酸酯結(jié)構(gòu)的生物降解聚氨酯及其制備方法。

背景技術(shù)

聚氨酯，全名為聚氨基甲酸酯，是一種高分子化合物，聚氨酯主要是具有熱塑性的線性結(jié)構(gòu)，它比PVC發(fā)泡材料有更好的穩(wěn)定性、耐化學(xué)性、回彈性和力學(xué)性能，具有更小的壓縮變型性。隔熱、隔音、抗震、防毒性能良好，因此被廣泛用于各個行業(yè)。隨著時代的發(fā)展，人們越來越重視材料使用對環(huán)境的影響，而現(xiàn)有的聚氨酯缺乏可降解性，導(dǎo)致對環(huán)境的污染問題存在。因此亟需一種含碳酸酯結(jié)構(gòu)的生物降解聚氨酯及其制備方法來解決上述問題。

發(fā)明內(nèi)容

(一)解決的技術(shù)問題

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種含碳酸酯結(jié)構(gòu)的生物降解聚氨酯及其制備方法來解決上述問題。

(二)技術(shù)方案

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種含碳酸酯結(jié)構(gòu)的生物降解聚氨酯，包括以下比例配比的原料：15～30％聚乙二醇、44～66％聚碳酸酯二醇、15～25％二異氰酸酯、0.05～0.1％催化劑、1～2％擴(kuò)鏈劑溶液、8～10％二丁胺、15～30％蒸餾水、1～2％乙二胺和0～10％乙酸乙酯溶劑。

優(yōu)選的，所述擴(kuò)鏈劑溶液由乙二胺、1,3-丙二胺、1,3-戊二胺或2-甲基-1,5-戊二胺、1,6-己二胺、對苯二胺、間苯二胺和N,N’-二甲基-1,3-丙二胺的兩種或者多種組合制成。

優(yōu)選的，所述二異氰酸酯為芳香族異氰酸酯，由苯二甲基二異氰酸酯(PPDI)、甲苯二異氰酸酯(TDI)、二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)和奈二異氰酸酯(NDI)中的兩種或多種的混合制成。

本發(fā)明要解決的另一技術(shù)問題是提供一種含碳酸酯結(jié)構(gòu)的生物降解聚氨酯的制備方法，包括以下步驟：

(1)反應(yīng)前部分原料處理：首先稱取定量的聚乙二醇和聚碳酸酯二醇置于可密封的容器內(nèi)，然后放置到90～105℃的烘箱內(nèi)加熱2～8小時除水。

(2)預(yù)聚處理步驟：停止加熱，在可密封的容器內(nèi)將二異氰酸酯溶液滴入已經(jīng)脫水的聚乙二醇和聚碳酸酯二醇溶液中，待溫度降至85～90℃時，再攪拌10～15分鐘后，在此溫度下反應(yīng)1～1.5小時后，再加入微量的催化劑，攪拌均勻后將容器密封，控制容器內(nèi)溫度為70～80℃，恒溫計時反應(yīng)2～3小時，最后得到預(yù)聚體，保持容器的密封狀態(tài)對預(yù)聚體進(jìn)行保存。

(3)擴(kuò)鏈處理步驟：將反應(yīng)得到的預(yù)聚體降溫至45～55℃,逐漸滴加入擴(kuò)鏈劑溶液迅速攪拌混合，再升溫至60～75℃停止攪拌，同時抽真空脫去氣泡，發(fā)生擴(kuò)鏈反應(yīng)，待反應(yīng)3～5小時，再降溫至40℃加入二丁胺中和，之后加入蒸餾水強(qiáng)烈攪拌進(jìn)行乳化分散15～25min，并加入乙二胺進(jìn)一步擴(kuò)鏈，即可制得含碳酸酯結(jié)構(gòu)的聚氨酯。

優(yōu)選的，所述二異氰酸酯放置到0～4的冰箱里低溫密封儲存。

優(yōu)選的，所述步驟(2)中從二異氰酸酯溶液滴入到加入微量的催化劑的操作和反應(yīng)過程中，均保持容器內(nèi)存在適量氮氣的狀態(tài)。

優(yōu)選的，所述步驟(3)中進(jìn)一步擴(kuò)鏈后通過減壓真空來脫除丙酮。

優(yōu)選的，所述步驟(3)中若反應(yīng)過程中的黏度較大需加入乙酸乙酯溶劑使其黏度降低。