[发明专利]含多巴胺的聚乙二醇类聚合物及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及材料科学领域，特别是一种含多巴胺的PEG衍生物及其制备方法，该材料能够加速α-氰基丙烯酸酯体系的固化。

背景技术

α-氰基丙烯酸酯体系这类胶黏剂是一类性能独特的单组份快速固型胶黏剂，包括众所周知的501、502胶等，部分型号还可以医用，比如504(α-氰基丙烯酸丁酯)、661(α-氰基丙烯酸异丁酯)等。

以α-氰基丙烯酸乙酯胶黏剂为例，其典型配方及各组份的作用分析如表1所示。

表1：α-氰基丙烯酸乙酯胶黏剂的典型配方

一股认为，α-氰基丙烯酸酯这类体系的粘结性主要是由于其发生了快速的阴离子聚合，把材料通过界面通过化学键连接起来。α-氰基丙烯酸酯中其分子结构中强吸电子的氰基和酯基同时位于双键的一侧，使双键电子云强烈极化，该类聚合物在弱碱的作用下极易发生阴离子聚合。聚乙二醇类化合物虽然对这类体系具有一定的固化促进效果，但对于体系的整体固化速度影响并不大。对于酚类物质来说，对这类固化体系通常具有有效的阻聚作用，因此可以作为这类α-氰基丙烯酸酯体系的稳定剂，以延长贮存期。

发明内容

本发明的目的是提供一种含多巴胺的聚乙二醇类聚合物，其对于α-氰基丙烯酸酯这类粘结剂体系具有明显的加速固化作用。

本发明的另一个目的是提供上述含多巴胺的聚乙二醇类聚合物的制备方法，其合成方法工艺简单，容易纯化，适于工业化生产。

本发明的目的是这样实现的：一种含多巴胺的聚乙二醇类聚合物，其结构通式如式(1)：

其中：m和n为2～30000。

含多巴胺的聚乙二醇类聚合物的制备方法，其特征在于包括以下顺序步骤：

(1)以烯丙基缩水甘油醚和乙氧基乙基缩水甘油醚为原料，在催化剂三异丁基铝和四辛基溴化铵的作用下通过阴离子聚合制得了线性聚合物Poly(EEGE-co-AGE)；

(2)脱去保护基得到聚合物DP(EEGE-co-AGE)，再通过羟基和丁二酸酐的反应在侧基上引入了羧基；

(3)利用1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺、N-羟基琥珀酰亚胺和N-甲基吗啉的催化作用下将多巴胺引入到步骤(2)所得聚合物的侧链。

本发明的含多巴胺的聚乙二醇类聚合物可以作为固化促进剂，起到促进α-氰基丙烯酸酯体系的固化，固化速度可以提高至少1倍以上。

附图说明

图1为实施例1-3中涉及的聚合物的红外图；

图2为结构通式(1)聚合物的核磁氢谱；

图3为市售502固化产物乙醇抽提后剩余物的核磁氢谱；

图4为市售502和结构通式(1)聚合物共混固化后产物经乙醇抽提后剩余物的核磁氢谱。

具体实施方式

本发明是一种含多巴胺的聚乙二醇类聚合物，其结构通式如式(1)：

其中：m和n为2～30000，m和n可相等或不等。优选的，m和n为100～20000，更优选的，m和n为5000～15000。

该含多巴胺的聚乙二醇类聚合物的制备方法，包括以下顺序步骤：

(1)以烯丙基缩水甘油醚和乙氧基乙基缩水甘油醚为原料，在催化剂三异丁基铝和四辛基溴化铵(添加催化剂量)的作用下通过阴离子聚合制得了线性聚合物Poly(EEGE-co-AGE)。优选的，在氮气气氛中，将烯丙基缩水甘油醚和乙氧基乙基缩水甘油醚按摩尔比1∶(0.01～300)溶在非质子有机溶剂中，在-50℃～40℃搅拌反应1～72小时，得到线性聚合物Poly(EEGE-co-AGE)。烯丙基缩水甘油醚和乙氧基乙基缩水甘油醚的总质量占反应物总质量的1～40％。线性聚合物Poly(EEGE-co-AGE)的产率为46％～100％。

(2)将步骤(1)所得产物脱去保护基得到聚合物DP(EEGE-co-AGE)，再通过羟基和丁二酸酐的反应在侧基上引入了羧基。优选的，在酸溶液中脱去保护基得到聚合物DP(EEGE-co-AGE)，再与丁二酸酐在0℃～100℃搅拌反应1～24小时。其中的聚合物DP(EEGE-co-AGE)与丁二酸酐的摩尔比为1∶1.1～1.3。