聚醚型聚天冬氨酸酯及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種聚醚型聚天冬氨酸酯的制備方法，所述方法包括下列步驟：a)將二元羧酸酯與二元胺反應(yīng)，以獲得在兩端被二元羧酸酯封端的二元胺，在一端被二元羧酸酯封端的二元胺，或在兩端被二元羧酸酯封端的二元胺和在一端被二元羧酸酯封端的二元胺的混合物；b)將聚醚多元醇、碳酸二酯和催化劑混合并加熱，以獲得被碳酸酯封端的聚醚；和c)將由步驟a)獲得的產(chǎn)物與在步驟b)獲得的所述被碳酸酯封端的聚醚混合并加熱，以得到所述聚醚型聚天冬氨酸酯。當(dāng)將由此方法制備的聚天冬氨酸酯與芳香族多異氰酸酯反應(yīng)時(shí)，可延長聚脲涂料的凝膠時(shí)間，同時(shí)，提高了聚脲涂料的延伸率和拉伸強(qiáng)度等物理性能。
【專利說明】聚醚型聚天冬氨酸酯及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種大分子型慢反應(yīng)聚脲涂料用組分及其制備方法，具體地，涉及一種聚醚型聚天冬氨酸酯及其制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002]聚天冬氨酸酯聚脲是一種低活性、慢反應(yīng)、高性能的新型脂肪族聚脲。其有效地解決了傳統(tǒng)聚脲反應(yīng)速度過快、附著力差、涂層成型復(fù)雜、性能降低、施工需要專門設(shè)備、操作困難等不足之處，被稱為第三代聚脲。聚天冬氨酸酯聚脲與傳統(tǒng)聚脲及雙組分聚氨酯涂料在施工、涂層性能等方面有很大區(qū)別，如具有反應(yīng)速度可調(diào)，凝膠時(shí)間可以從幾分鐘到幾小時(shí)不等，可以使用高溫高壓撞擊式混合設(shè)備施工，也可以使用普通的噴涂設(shè)備施工，施工簡單，固化速度快，硬度高，韌性好，具有可低溫固化，涂層不泛黃，固化過程不易氣泡，可厚涂層施工，對(duì)底材附著力大等優(yōu)點(diǎn)，在世界范圍內(nèi)得到了越來越廣泛的應(yīng)用。
[0003]目前聚天冬氨酸酯一般是由馬來酸酯或富馬酸酯與多元伯胺進(jìn)行邁克爾加成反應(yīng)制備而得。所得聚天冬氨酸酯具有如下結(jié)構(gòu):
[0004]

【權(quán)利要求】
1.一種聚醚型聚天冬氨酸酯的制備方法，所述方法包括下列步驟: a)將二元羧酸酯與二元胺反應(yīng)，以獲得在兩端被二元羧酸酯封端的二元胺，在一端被二元羧酸酯封端的二元胺，或在兩端被二元羧酸酯封端的二元胺和在一端被二元羧酸酯封端的二元胺的混合物； b)將聚醚多元醇、碳酸二酯和催化劑混合并加熱，以獲得被碳酸酯封端的聚醚；和 c)將由步驟a)獲得的產(chǎn)物與在步驟b)獲得的所述被碳酸酯封端的聚醚混合并加熱，以得到所述聚醚型聚天冬氨酸酯。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚醚型聚天冬氨酸酯的制備方法，其中所述二元羧酸酯為由下列通式(I)表示的馬來酸酯或富馬酸酯:
其中R為具有1-4個(gè)碳原子的直鏈或支鏈的烷基或具有6-8個(gè)碳原子的芳基。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的聚醚型聚天冬氨酸酯的制備方法，其中所述馬來酸酯選自馬來酸二甲酯、馬來酸二乙酯、馬來酸二丙酯、馬來酸二丁酯和馬來酸二苯酯中的一種或多種。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的聚醚型聚天冬氨酸酯的制備方法，其中所述富馬酸酯選自富馬酸二甲酯、富馬酸二乙酯、富馬酸二丙酯、富馬酸二丁酯和富馬酸二苯酯中的一種或多種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚醚型聚天冬氨酸酯的制備方法，其中所述二元胺為由下列通式(2)表示的二元胺:
H2N-R1-NH2 式(2) 其中R1為具有3至15個(gè)碳原子的直鏈或支鏈的二價(jià)脂族基團(tuán)、具有6-15個(gè)碳原子的二價(jià)環(huán)狀脂族基團(tuán)、具有6-15個(gè)碳原子的二價(jià)芳基脂族基團(tuán)或具有6-15個(gè)碳原子的二價(jià)芳族基團(tuán)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚醚型聚天冬氨酸酯的制備方法，其中所述二元胺選自1，3-丙二胺、I，4- 丁二胺、1，5-戍二胺、己二胺、2-甲基-1, 3-丙二胺、2-甲基戍二胺、苯二胺、間苯二甲胺、間環(huán)己基二甲胺、環(huán)己二胺、羥乙基乙二胺、對(duì)氨基芐胺、異佛爾酮二胺、4，4/ - 二環(huán)己基甲烷二胺和3，3' - 二甲基-4,4' -二環(huán)己基甲烷二胺中的一種或多種。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚醚型聚天冬氨酸酯的制備方法，其中所述在一端被二元羧酸酯封端的二元胺和所述在兩端被二元羧酸酯封端的二元胺由下列通式(3)表示:
其中R為具有1-4個(gè)碳原子的直鏈或支鏈的烷基或具有6-8個(gè)碳原子的芳基況為具有3至15個(gè)碳原子的直鏈或支鏈的二價(jià)脂族基團(tuán)、具有6-15個(gè)碳原子的二價(jià)環(huán)狀脂族基團(tuán)、具有6-15個(gè)碳原子的二價(jià)芳基脂族基團(tuán)或具有6-15個(gè)碳原子的二價(jià)芳族基團(tuán)；并且R2為具有6-20個(gè)碳原子的二元羧酸酯基團(tuán)或氫原子。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚醚型聚天冬氨酸酯的制備方法，其中所述聚醚多元醇選自羥基官能度為2或3并且數(shù)均分子量為92至10000的聚環(huán)氧乙烷多元醇、聚環(huán)氧丙烷多元醇和聚四氫呋喃多元醇中的一種或多種。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚醚型聚天冬氨酸酯的制備方法，其中所述碳酸二酯選自碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、碳酸二丙酯、碳酸二丁酯、碳酸二苯酯、碳酸二對(duì)硝基苯酯和碳酸二月桂酯中的一種或多種。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚醚型聚天冬氨酸酯的制備方法，其中所述催化劑為高鈰系催化劑。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的聚醚型聚天冬氨酸酯的制備方法，其中所述高鈰系催化劑選自硫酸鈰、硝酸鈰銨、氫氧化鈰和過硫酸鈰中的一種或多種。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚醚型聚天冬氨酸酯的制備方法，其中在步驟a)中，所述二元胺的摩爾數(shù)是所述二元羧酸酯中雙鍵的摩爾數(shù)的0.5至I倍。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚醚型聚天冬氨酸酯的制備方法，其中在步驟b)中，所述碳酸二酯的摩爾數(shù)是所述聚醚多元醇中羥基的摩爾數(shù)的1.0至10倍，并且所述催化劑的質(zhì)量是所述聚醚多元醇的加入質(zhì)量的IX 10_4-3X 10_2倍。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚醚型聚天冬氨酸酯的制備方法，其中在步驟b)中，由步驟a)獲得的所述產(chǎn)物的摩爾數(shù)是在步驟b)獲得的所述被碳酸酯封端的聚醚中的碳酸酯的摩爾數(shù)的1.0至2.0倍。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚醚型聚天冬氨酸酯的制備方法，所述方法包括下列步驟: a)將二元羧酸酯在冷卻條件下滴入到過量的二元胺中，將所得的混合物在20至80°C反應(yīng)0.5至20小時(shí)，以獲得在兩端被二元羧酸酯封端的二元胺，在一端被二元羧酸酯封端的二元胺，或在兩端被二元羧酸酯封端的二元胺和在一端被二元羧酸酯封端的二元胺的混合物； b)將聚醚多元醇、碳酸二酯和催化劑混合，將所得的混合物加熱到80°C_150°C并且反應(yīng)2小時(shí)，以獲得被碳酸酯封端的聚醚；和 c)將由步驟a)獲得的產(chǎn)物與在步驟b)獲得的所述被碳酸酯封端的聚醚混合，將所得的混合物在60-100°C攪拌10~120分鐘，以得到所述聚醚型聚天冬氨酸酯。
16.一種根據(jù)權(quán)利要求1至15中任一項(xiàng)所述的聚醚型聚天冬氨酸酯的制備方法獲得的聚醚型 聚天冬氨酸酯，所述聚醚型聚天冬氨酸酯由下列通式(4)表示:
其中R為具有1-4個(gè)碳原子的直鏈或支鏈的烷基或具有6-8個(gè)碳原子的芳基況為具有3至15個(gè)碳原子的直鏈或支鏈的二價(jià)脂族基團(tuán)、具有6-15個(gè)碳原子的二價(jià)環(huán)狀脂族基團(tuán)、具有6-15個(gè)碳原子的二價(jià)芳基脂族基團(tuán)或具有6-15個(gè)碳原子的二價(jià)芳族基團(tuán)；R2為具有6-20個(gè)碳原子的二元羧酸酯基團(tuán)或氫原子；并且η為1-240的整數(shù)。
【文檔編號(hào)】C08G65/333GK104130390SQ201410320622
【公開日】2014年11月5日 申請(qǐng)日期:2014年7月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月4日
【發(fā)明者】翟現(xiàn)明, 趙景峰 申請(qǐng)人:山東一航新材料科技有限公司