[发明专利]一种侧链含有羧基的聚碳酸亚丙酯多元醇及制备方法

说明书

本发明公开了一种侧链含有羧基的聚碳酸亚丙酯多元醇及制备方法，按重量份计，由以下组份制成：聚碳酸亚丙酯多元醇110～130份、含羧基小分子二醇5～26份、催化剂0.24～4.8份。通过将聚碳酸亚丙酯多元醇脱水，与含羧基小分子二醇和催化剂反应生成侧链含羧基的聚碳酸亚丙酯多元醇。本发明提供一种侧链含有羧基的聚碳酸亚丙酯多元醇及制备方法，制备得到一种新型的侧链含有羧基的聚碳酸亚丙酯多元醇，所用原料环保且成本低，制备工艺简单，具有实际应用价值。

技术领域

本发明涉及有机高分子材料技术领域，尤其指一种侧链含有羧基的聚碳酸亚丙酯多元醇及制备方法。

背景技术

聚碳酸亚丙酯多元醇是一种新型聚碳酸酯类多元醇，其可以在催化剂作用下，以小分子多元醇为起始剂，由二氧化碳和环氧丙烷为原料经共聚制得，是一种分子内有较高含量的碳酸酯基和醚基的多元醇。由于其同时具有聚醚的高耐水解性和脂肪族聚碳酸酯的高强度等性能被广泛应用在聚氨酯的合成领域，尤其是用于合成性能优良的水性聚氨酯材料。

目前国内外对于以二氧化碳和环氧丙烷为原料合成的聚碳酸酯多元醇的研究已经颇具规模。CN103865052公开一种使用液体双金属氰化物催化剂，催化二氧化碳和环氧丙烷共聚制备聚碳酸亚丙酯多元醇，并已进入工业化应用。并且经研究发现，以此聚碳酸亚丙酯多元醇为原料合成的一系列水性聚氨酯材料具有优异的性能。CN105482068、CN105504215、CN105885666等专利公开一系列基于此聚碳酸亚丙酯多元醇和硬段含小分子的亲水扩链剂合成的水性聚氨酯乳液。

目前国内外对水性聚氨酯的研究主要是放在对硬段含羧基的聚氨酯及其各种应用。但是，经研究发现，在制备硬段含羧基的水性聚氨酯过程中，分散性和反应嵌段的均匀性不够理想，合成的水性聚氨酯乳液外观不好，而且会降低硬段结晶性。目前国内外对软段含离子的水性聚氨酯乳液的合成及应用的研究很少，尤其一种软段含羧酸根离子的水性聚氨酯，而且国内也几乎没有关于任何关于软段含羧基的水性聚氨酯合成及应用的相关专利。因此，目前行业极其缺少一种软段含羧基的，用于合成水性聚氨酯的高性能聚合物多元醇。

针对上述技术问题，提供一种软段含羧基的聚碳酸亚丙酯多元醇及合成工艺简单，生产效率高的制备方法是目前迫切需要解决的技术问题。

发明内容

本发明创造所要解决的技术问题是针对现有技术制备得到的聚碳酸亚丙酯多元醇的硬段含羧基导致合成得到的水性聚氨酯乳液分散性和反应嵌段的均匀性不够理想，外观不好，而且会降低硬段结晶性，提出一种软段含羧基的聚碳酸亚丙酯多元醇及合成工艺简单，生产效率高的制备方法。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：一种侧链含有羧基的聚碳酸亚丙酯多元醇，按重量份计，由以下组份制成：聚碳酸亚丙酯多元醇110～130份、含羧基小分子二醇5～26份、催化剂0.24～4.8份。聚碳酸亚丙酯多元醇为主原料，主原料量少于110份则量过少不足以与加入的其他辅助试剂反应，主原料量大于130份则制备过程中无法反应完全，降低生成的侧链含有羧基的碳酸亚丙酯多元醇的纯度；含羧基小分子二醇作为软段结合到聚碳酸亚丙酯多元醇，可制备得到侧链含有羧基的聚碳酸亚丙酯多元醇，催化剂促进聚碳酸亚丙酯多元醇与含羧基小分子二醇的反应速度，缩短反应时间，若加入量少于0.24份达不到催化反应的效果，若加入量多于4.8份则加入量过多导致生成的侧链含有羧基的聚碳酸亚丙酯多元醇所含的杂质多，降低产物纯度。

进一步地，按重量份计，由以下组分制成：聚碳酸亚丙酯多元醇115～125份、含羧基小分子二醇10～20份、催化剂1～3份。聚碳酸亚丙酯多元醇为主原料，含羧基小分子二醇作为软段结合到聚碳酸亚丙酯多元醇，可制备得到侧链含有羧基的聚碳酸亚丙酯多元醇，催化剂促进聚碳酸亚丙酯多元醇与含羧基小分子二醇的反应速度，缩短反应时间。