[发明专利]一种双酚酸基非异氰酸酯聚氨酯的制备方法及其应用

说明书

本发明公开了一种双酚酸基非异氰酸酯聚氨酯的制备方法，以双酚酸为原料合成双酚酸异丙醇酯二缩水甘油醚，再与二氧化碳反应得到双酚酸基双环碳酸酯，最后经与多元胺反应得到所述的双酚酸基非异氰酸酯聚氨酯。本发明提供了一种新型的双酚酸基非异氰酸酯聚氨酯及其制备方法，丰富了非异氰酸酯聚氨酯的品种，并进一步给出了其在制备涂层中的应用。

技术领域

本发明涉及非异氰酸酯聚氨酯的制备领域，具体涉及一种双酚酸基非异氰酸酯聚氨酯的制备方法及其在制备双酚酸基非异氰酸酯聚氨酯复合涂层中的应用。

背景技术

聚氨酯(PU)由于其优异的机械性能被广泛地用于泡沫塑料、弹性体、涂料、胶黏剂等领域。传统的聚氨酯通常由多异氰酸酯和多元醇反应得到，而异氰酸酯是一种高毒性、高污染的化学物质，异氰酸酯的原料光气毒性则更大，因此，由这种方法制备聚氨酯不符合当今社会的绿色发展要求。

传统的聚氨酯合成方法显然有很大的缺陷，因此非异氰酸酯聚氨酯(NIPU)应运而生。NIPU(nonisocyanate polyurethane)即通过多元环碳酸酯化合物与伯胺的反应合成得到。NIPU不仅可以避免使用异氰酸酯，而且生成的羟基氨基甲酸酯基团可以形成分子内氢键而具有稳定的七元环结构，克服了传统聚氨酯不耐水解的缺点，耐化学品、耐热性及机械强度也得到一定提高。因此，自20世纪90年代以来，NIPU的合成研究引起了各个国家的重视。

如公开号为US 5175231的美国专利中公开了将多官能度环氧树脂在季铵盐的催化下制得环碳酸酯齐聚物，然后选择对环碳酸酯基有不同反应活性的二胺作为扩链剂，生成一种带有端氨基，而且在其分子结构中有氨基甲酸酯基团和羟基的低聚物。又如Ochiai等(J.Polym.Sci.,Part A:Polym.Chem.2014,52(8):1113-1118)将短链硅氧烷与双酚A基双环碳酸酯反应，成功在羟基聚氨酯主链中引入有机硅链段，并考察了开环反应在不同溶剂中的反应情况。

如公开号为CN106008966A的中国专利文献中公开了一种二氧化碳制备杂化非异氰酸酯聚氨酯的方法，通过二氧化碳与环氧大豆油反应合成大豆油基五元环状碳酸酯；第二步用二氧化碳与双酚A缩水甘油醚反应合成双酚A型环碳酸酯；第三步是利用上述合成的两种环碳酸酯与胺反应合成杂化非异氰酸酯聚氨酯。

又如公开号为CN105367790A的中国专利文献中公开了一种蓖麻油基支化多元环碳酸酯及其非异氰酸酯聚氨酯的制备方法。以10-十一烯酸改性的蓖麻油基支化多烯预聚物、巯基环碳酸酯为原料，三氯甲烷为溶剂，在光引发剂存在下，紫外光辐照反应6～15h得到蓖麻油基支化多元环碳酸酯预聚物，再进一步与胺基化合物反应制备蓖麻油基非异氰酸酯聚氨酯。

发明内容

本发明提供了一种新型的双酚酸基非异氰酸酯聚氨酯及其制备方法，丰富了非异氰酸酯聚氨酯的品种，并进一步给出了其在制备涂层中的应用。

具体技术方案如下：

一种双酚酸基非异氰酸酯聚氨酯的制备方法，以双酚酸为原料合成双酚酸异丙醇酯二缩水甘油醚，再与二氧化碳反应得到双酚酸基双环碳酸酯，最后经与多元胺反应得到所述的双酚酸基非异氰酸酯聚氨酯。

具体为：

(1)双酚酸异丙醇酯的合成

将双酚酸、异丙醇、催化剂A和溶剂A混合，80～120℃下反应完全后，经后处理得到双酚酸异丙醇酯；

(2)双酚酸基二缩水甘油醚的合成

将步骤(1)制备的双酚酸异丙醇酯与环氧氯丙烷、催化剂B和溶剂B混合，100～150℃下反应完全后，经后处理得到双酚酸基二缩水甘油醚；

(3)双酚酸基双环碳酸酯的合成