[发明专利]耐热耐水性聚氨酯及制备方法

说明书

本发明涉及聚氨酯，包含多异氰酸酯成分和分子设计的多元醇成分。本发明还涉及制备所述聚氨酯的方法。

技术领域

本发明涉及一种聚氨酯领域，尤其涉及一种分子结构设计多元醇、多异氰酸酯预聚体、聚氨酯预聚体和耐热耐水性聚氨酯，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的大分子化合物的统称。传统聚氨酯虽然对塑料材料的附着力好、韧性高，但存在耐温性差、耐湿热水解性差的缺点，该缺点一定程度上限制聚氨酯的进一步发展应用。

专利CN200710189639.9公开了一种聚氨酯耐高温长效防腐涂料，由A组份的异氰酸酯树脂和B组份的聚酯型多元醇树脂、颜填料、溶剂和助剂构成。该技术虽然改善了传统聚氨酯耐温性，使所发明的高温长效防腐涂料能够长期在150℃环境中使用，解决了耐温性差的问题，但由于使用了大量的填料，会导致聚氨酯材料的附着力下降。并且，使用含苯环聚酯多元醇，耐湿热水解性差，使其在高温高湿条件下容易发生降解反应，从而导致聚氨酯强度下降，进一步开裂。

因此期望的是，与现在通常达到的相比，可以达到避免使用大量填料，同时又具有耐热及耐湿热水解等综合性质。

发明内容

有鉴于此，本发明目的是提供一种既耐热又耐湿热水解的聚氨酯及其制备方法。本发明人令人意外地发现，通过选择含有本发明官能基团的多元醇(高官能度多元醇)与特定的多异氰酸酯，利用多元胺化合物和环氧化合物为基础原料，制备上述高官能度多元醇，然后再以高官能度多元醇制备高官能度异氰酸酯预聚体，最后通过高官能度多元醇与高官能度异氰酸酯预聚体进行交联反应制得聚氨酯，不仅提高了聚氨酯材料的长效耐热性，同时提高了长效耐水解性，从而获得高耐热耐水性的聚氨酯。本发明基于此发现而得以完成。

具体地说，本发明第一方面涉及一种耐热耐水性聚氨酯，包含多元醇成分和多异氰酸酯成分，所述多元醇成分中，多元醇为具有式(I)结构的高官能度多元醇，

其中

R1选自任选取代的

R₂选自或任选取代的

所述A环选自C_3-6环烷基、芳基、杂芳基和杂环基；

所述B选自烷基、-O-、-S-、-SO₂-和-CO-；

n＝1-100；

所述多异氰酸酯成分中，多异氰酸酯选自4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、PMDI(MDI的多聚体)、甲苯二异氰酸酯(TDI)、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)和碳化二亚胺改性的MDI(MMDI)至少一种。

在本发明进一步优选的实施方式中，所述耐热耐水性聚氨酯，所述多元醇，其R₁选自

在本发明进一步优选的实施方式中，所述的耐热耐水性聚氨酯，所述多元醇，其R₂选自

所述n为1-100，n≥2时，碳链为饱和烃碳链或不饱和烃碳链。

本发明第二方面涉及一种用于制备耐热耐水性聚氨酯的反应体系，包括：

a.多元醇；

b.多异氰酸酯预聚体，由多元醇与一种或多种所述多异氰酸酯聚合制得，多异氰酸酯预聚体的异氰酸酯基团含量为NCO％，NCO％＝10％-30％；

其中所述a.多元醇与所述b.多异氰酸酯预聚体质量比为56100/V_OH：4200/NCO％，NCO％＝10％-30％。