[发明专利]一种蓖麻油基聚脲-聚氨酯双重交联聚合物的制备方法

说明书

一种蓖麻油基聚脲‑聚氨酯双重交联聚合物的制备方法，步骤如下：将常规蓖麻油水解制得的混合蓖麻油脂肪酸酸与多元胺进行酰胺化反应，最后与异氰酸酯聚合得到蓖麻油基聚脲‑聚氨酯双重交联聚合物。本发明所制备的蓖麻油基聚脲‑聚氨酯双重交联聚合物可应用于高分子材料领域，在航天航空、石油化工、交通、建筑、医药等领域可具有广阔的应用前景。蓖麻油基聚脲‑聚氨酯双重交联聚合物是一类全新的绿色环保型双重交联聚合物,兼具聚脲和聚氨酯的诸多优异性能；制备的共聚材料具有优异的热稳定性耐腐蚀性、强韧性、刚性等优点；聚合物制备工艺简单，采用低廉可再生的植物油脂为原料，制备高附加值的双重交联聚合物，可大大拓展植物油的应用领域。

技术领域

本发明属于功能聚合物领域，特别涉及一种蓖麻油基聚脲-聚氨酯双重交联聚合物的制备方法。

背景技术

双重交联聚合物是特殊树脂基于多重固化技术而开发的一种特殊树脂，在多重固化体系中，多重固化树脂的交联或聚合反应是通过独立的具有不同反应原理的阶段来完成的，固化物中至少融合两种不同的互穿网络共聚体系，如有环氧-聚氨酯、环氧-丙烯酸酯、聚氨酯-丙烯酸酯、丙烯酸酯-硅氧烷等双固化体系，其中不同阶段可通过室温固化、热固化、湿气固化、氧化固化等反应来进行。较单一的UV光固化技术相比，多重固化技术解决了在不透明材质、形状复杂基材、超厚涂层及有色涂层等材料上的应用比较困难的问题，广泛应用于各类行业，具有广阔的市场前景。随着国内经济的不断发展和人们的生活水平的提高，人们对材料使用耐久性、健康环保等方面的意识逐渐增强，对该类型产品的改性和性能提高研究提出了诸多新课题。开发利用安全、环保和节能的双重交联聚合物是未来的主要发展方向之一，双重交联聚合物的开发适应时代的发展要求。

目前常用的双重交联聚合物的原料大多来自石油化工原料，因此合成的树脂单体中则含有许多刚性苯环结构，使得制得的聚合物脆性较大，产品柔韧型不足、稳定性和耐腐蚀性较差。蓖麻油是我国最常见的一种油料作物，广泛分布在全国各地，其来源丰富，在涂料、塑料、聚氨酯及橡胶等领域有着广泛应用。蓖麻油中含有大量羟基、酯基和双键，可以发生多种化学反应，如酯交换，脱水，热解、环氧化、加成反应等。因此利用混合蓖麻油脂肪酸通过一系列反应引入新的活性基团并最终制得蓖麻油基双重交联聚合物。开发环保、安全和节能的双重交联聚合物是未来的重要发展方向之一。采用植物油酯来制备一种新型的双重交联聚合物，不仅提高了聚合物的综合性能，也使得非食用性植物油脂在高值化产业开发利用上具有重要的研究意义。由于制得的双重交联聚合物具有良好的力学性能、较高的化学稳定性及耐热性等优点，可广泛用于石油化工、航天航空、电镀、建筑、食品、医药等领域。

发明内容

解决的技术问题：传统的油脂基聚合物普遍具有力学强度低、耐腐蚀性差、稳定性不足等缺陷，而采用双重交联技术制备的双重交联聚合物力学强度高、耐腐蚀性优异、稳定性强等优点，本发明提供一种蓖麻油基聚脲-聚氨酯双重交联聚合物的制备方法，将多种活性基团引入到蓖麻油脂肪链上，来增强蓖麻油的可交联点，有望提高常规植物油脂基聚合物的力学强度。本方法在合成过程中反应条件容易控制，且制得的产品综合性能优异。

技术方案：一种蓖麻油基聚脲-聚氨酯双重交联聚合物的制备方法，步骤为：具体有以下步骤制得： 将常规蓖麻油水解制得的混合蓖麻油脂肪酸加入至反应容器中，并加入混合蓖麻油脂肪酸质量0.3-0.7%的催化剂，然后将多元胺加入到反应容器中，加热至140-150℃ ，混合蓖麻油脂肪酸和多元胺的摩尔比为2:1，然后在150-160℃下回流反应2h-3h，再升温至215-230℃进行酰胺化反应并保温2.0-3.0h，减压蒸馏除去水分和多余的游离胺，即得到含有羟基和肿胺基的蓖麻油基活性单体A，将制得的活性单体A与异氰酸酯类化合物按照1:2.0~4.0比例混合均匀，聚合温度60-120℃，最终聚合得到蓖麻油基聚脲-聚氨酯双重交联聚合物。

上述所用的多元胺是二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺中的任意一种。