[发明专利]一种制备透明可降解聚氨酯的方法

说明书

技术领域

本发明一种制备透明可降解聚氨酯的方法，属于高分子材料合成领域，具体涉及一种用脂肪族二胺与碳酸丙烯酯反应，诱导碳酸丙烯酯开环聚合，使用开环聚合物生产透明可降解聚氨酯的方法。 

背景技术

近年来由于工业二氧化碳排放量急剧增加，造成全球气温上升，即“温室效应”，研究综合利用二氧化碳的方法关系到人类生存及环境等重大问题，所以开发利用二氧化碳是世界各国普遍关注的重要课题之一。二氧化碳的最重要的应用领域是在化工利用方面，而且是真正的将二氧化碳转化。虽然某些应用消耗了一部分二氧化碳，但只是在物理形态方面的改变，这样的应用对低碳减排没有实际意义。从二氧化碳的应用来看，目前全球回收二氧化碳总量约有40%用于生产化学品，35%用于油田3次采油，10%用于制冷，5%用于碳酸饮料，其他应用占10%。从长远角度看，用于生产化学品更有利于二氧化碳的大量回收。二氧化碳和环氧丙烷直接合成环碳酸丙烯酯，是有效开发利用二氧化碳的重要方法之一，环碳酸丙烯酯具有极性，是极好的清洁的极性溶剂，还可用于混合物萃取分离，加工酚醛树脂，合成聚碳酸酯，合成热硬化性树脂，合成热记录材料，作为高能密度电池( 如锂电池) 和电容的电解液，金属萃取剂，化妆品添加剂，丙烯酸胶卷的增塑剂，防冻剂的添加剂，漂白木材等。目前我国在环碳酸丙烯酯的研究和生产应用研究方面已经取得非常大的进展，国内已经有数十家生产厂家，产能达数百万吨，实际主要用于脱碳和电池，其他方面应用还比较少，大量产品处于待销状态。 

碳酸丙烯酯作为一种五元环,性质很稳定, 反应活性很低, 很难进行开环聚合反应,目前进行开环理论研究少，开环聚合成的聚碳酸丙烯酯，作为高分子原料新用途更少。因为分子量为30000~50000的聚碳酸丙烯酯，其玻璃化温度约为25~45℃，是热塑性无定形透明材料，这意味着该材料或者以该材料为主要原料的产品，其软化点在室温或者体温，因此不适合做通用材料。含双碳酸丙烯酯的有机分子可以合成非异氰酸酯聚氨酯，而碳酸丙烯酯做非异氰酸酯聚氨酯还没有人尝试。有人用碳酸丙烯酯在二乙基锌、乙酰丙酮锌、二乙基氯化铝等催化剂的存在下进行开环聚合反应, 生成聚碳酸丙烯酯, 反应伴有二氧化碳逸出；也有人用碳酸丙烯酯与胺类反应, 生成多羟基氨基甲酸酯。这些研究一般使用的是不常见、价格高的化合物为催化剂，为得到高分子量的产物，反应温度比较高（170~180℃），时间长12~15小时。 

发明内容

本发明一种制备透明可降解聚氨酯的方法，目的在于为解决上述现有技术的问题，从而提供一种用脂肪族二胺与碳酸丙烯酯反应，诱导碳酸丙烯酯开环聚合，使用开环聚合物生产透明可降解聚氨酯的方法的技术方案。 

本发明一种制备透明可降解聚氨酯的方法，其特征在于是一种用脂肪族二胺与碳酸丙烯酯反应，诱导碳酸丙烯酯开环聚合，使用开环聚合物生产透明可降解聚氨酯的方法，其具体步骤为： 

I、使用脂肪族二胺H₂NC_nH_2nNH₂（n=2~6）与碳酸丙烯酯进行开环反应反应，两个反应物摩尔比=1：2~12，反应温度80~130℃，反应时间2~12小时，产物为浅黄色粘稠状液体，放置数天后为白色固体，生成含氨基甲酸酯的小分子量二元醇；

II、将开环产物含氨基甲酸酯的小分子量二元醇与多元醇和多异氰酸酯反应，开环产物/多元醇+开环产物=20~80%，OH/NCO=1：1.2~2，催化剂为二月桂酸二丁基锡，用量为总质量的2~3%，温度75~80℃，预聚1~2小时，后脱泡，浇铸到模具中，放入烘箱，再保温20~24小时，得到具有透明和可降解特性的聚氨酯最终产物。

上述一种制备透明可降解聚氨酯的方法，其特征在于是所述的多元醇为聚酯多元醇或聚醚多元醇。 

本发明一种制备透明可降解聚氨酯的方法的优点在于：将碳酸丙烯酯与二元胺进行开环反应，生成含氨基甲酸酯的小分子量二元醇，将此二元醇与多元醇和多异氰酸酯进行反应生成聚氨酯。不仅实现了碳酸丙烯酯开环，而且为开环产物找到了新的用途，该聚氨酯与通常聚氨酯相比具有，可降解、透明的特性。可以做为环保透明可降解包装或者封装、密封材料。将碳酸丙烯酯开环、并且使用该产物制备具有透明、可降解特性聚氨酯，是本发明的创新点。 

附图说明

图1 OH/NCO为1:1.7和1:1.5的产品红外光谱图 

图2 不同聚醚含量和氰羟比的产品拉伸强度图

具体实施方式

实施方式1