[发明专利]咪唑盐类阳离子型聚氨酯及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种咪唑盐类阳离子型聚氨酯及其制备方法。

背景技术

聚氨酯全称为聚氨基甲酸酯，是主链上含有重复氨基甲酸酯基团(NHCOO)的大分子化合物的统称。通过调节异氰酸酯，长链二醇，短链二醇所含官能团的性质、比例可以制取线型的热塑性树脂或体型的热固性树脂，是一类具有可发泡性、弹性、粘结性、耐磨性、耐低温性、耐溶剂性、耐生物老化性、不易降解的高性能聚合物。其优良的加工性能使其可以制成从塑料到橡胶、从软到硬的各种性能的制品，从而广泛地应用在硬质或软质泡沫塑料、弹性体材料、涂料、粘结剂、合成革和纤维等众多领域。

中国专利99807681.3公开了一种离子型聚氨酯的制备，其中第三醇，选自(a)含带电基团或原子的二元醇；(b)含能形成电荷的不带电基团或原子且至少一部分不带电基团或原子转化为带电基团或原子的二元醇；(c)多元醇，且进一步包括与原子的化合物或与含能形成电荷的不带电基团或原子并至少一部分不带电基团或原子能转化为带电基团或原子的化合物和它们的混合物的反应。其专利涉及的带电聚氨酯包括含阴离子和、或阳离子基团的聚氨酯。可存在于二元醇中的阴离子基团或原子包括羧酸根、磷酸根和磺酸根。可存在于二元醇中的阳离子基团或原子包括例如锍基、鏻基和铵基形成的带阳离子电荷的硫，磷和氮，优选氮原子，氮可以以伯胺、仲胺和叔胺基的酸加合盐以及季铵基的形式存在。但此专利未涉及氮杂环化合物，如咪唑类化合物。

咪唑是一种重量的精细化工原料，主要用于医药和农药的合成以及环氧树脂的固化剂，还广泛地用于水果的防腐剂。近年来，通过将烷基咪唑阳离子的侧链上引入官能团，从而制备的咪唑类离子液体，在分离分析、均相催化、电化学研究和功能材料领域得到了广泛研究和应用。咪唑类化合物上氮原子具有孤对电子，易与卤素类化合物形成咪唑盐类阳离子化合物。通过改变卤素类化合物上的官能团，可以形成具有特殊官能团的咪唑盐类阳离子化合物。

本发明的特征就在于预先制备带有双羟基官能团的阳离子型咪唑盐二醇，进而制备了一种咪唑盐类阳离子型聚氨酯。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种咪唑盐类阳离子型聚氨酯及其制备方法。

咪唑盐类阳离子型聚氨酯分子构式为：A_xB_yC_z其中A为咪唑盐二醇；B为二异氰酸酯；C为长链二醇；(X+Z)/Y＝1.0～1.1；X∶Z＝0.1～10.0。

一种咪唑盐类阳离子型聚氨酯的制备方法包括如下步骤：

1)将1mol二溴新戊二醇，2mol咪唑类化合物，100～200mL溶剂四氢呋喃混合，于70℃反应10～24h，得到咪唑盐二醇；

2)将1～10mol咪唑盐二醇，1～10mol重均分子量为100～2000的长链二醇，1.8～20mol二异氰酸酯，50～100mL溶剂四氢呋喃，2～3滴催化剂混合，于氮气气氛下，40～60℃反应18～24h，得到阳离子型聚氨酯。

一种咪唑盐类阳离子型聚氨酯的制备方法包括如下步骤：

1)将1mol二溴新戊二醇，2mol咪唑类化合物，100～200mL溶剂四氢呋喃混合，于70℃反应10～24h，得到咪唑盐二醇；

2)将1～10mol重均分子量为100～2000的长链二醇，1.8～20mol二异氰酸酯，50～100mL溶剂四氢呋喃，2～3滴催化剂混合，于氮气气氛下，40～60℃预聚2～3h，再与1～10mol咪唑盐二醇扩链反应18～24h，得到阳离子型聚氨酯。

所述的咪唑类化合物：咪唑，N-甲基咪唑，N-乙基咪唑，N-丁基咪唑。所述的长链二醇为：含5及以上碳原子数的二醇，如1，5-戊二醇、1，6-己二醇、新戊二醇、2-甲基-2，4-戊二醇、三乙二醇、一缩二丙二醇、聚乙二醇、双端羟基聚己内酯或双端羟基聚丙交酯。所述的二异氰酸酯为：脂肪族和芳香族二异氰酸酯，如己基二异氰酸酯、辛基二异氰酸酯、甲苯-2，4-二异氰酸酯、甲苯-2，6-二异氰酸酯、二苯甲烷-4，4’-二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、二环己基-4，4’-二异氰酸酯、环己基-1，4-二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯。所述的催化剂为：胺化合物：三亚乙基二胺，二甲基环己胺；有机金属化合物：二丁基二月桂酸锡，顺丁烯二酸二丁基锡。