[发明专利]α,ω-多烯单体易位聚合制备聚氨酯的方法及聚氨酯

说明书

本发明公开了一种α,ω‑多烯单体易位聚合制备聚氨酯的方法及聚氨酯，是以α,ω‑多烯功能化氨基甲酸酯单体为原料，在引发剂和防异构化试剂的作用下通过α,ω‑多烯功能化氨基甲酸酯单体易位聚合反应聚合而成。本发明的方法简单易行，绿色环保，且能够制备出结构新颖和结构多样的聚氨酯材料。

技术领域

本发明涉及一种制备聚氨酯的方法及新型结构的聚氨酯，特别是一种α,ω-多烯单体易位聚合制备聚氨酯的方法及新型结构的聚氨酯。

背景技术

聚氨酯(PU)是指分子结构中含有氨基甲酸酯基团(-NH-COO-)的聚合物，是一类产品形态多样的多用途合成树脂，它以泡沫塑料，弹性体、涂料、胶黏剂、纤维、合成革、防水材料以及铺装材料等产品形式广泛地用于交通运输、建筑、机械、电子设备、家具、食品加工、纺织服装、合成皮革、印刷、矿冶、石油化工、水利、国防、体育、医疗卫生等领域。根据实际需求，设计结构新颖、性能优异、制备方法简单高效的聚氨酯材料，有利于聚氨酯工业的长久发展。

传统的聚氨酯主要是通过异氰酸酯与多元醇的反应来制备，但是异氰酸酯的制备过程中需要用到剧毒的光气，异氰酸酯本身也具有高毒性和水敏感性，使用时必须格外注意。因此，必须找到一种不使用异氰酸酯，无毒或者低毒的聚氨酯制备方法。

目前已有大量文献报道了非异氰酸酯聚氨酯(NIPU)的制备方法，如：1、环状碳酸法(共聚反应)，该方法一般是分两步进行的，第一步是环状碳酸酯的形成，第二步是将合成的环碳酸酯低聚物与胺反应生成NIPU(RSC Adv2013 3(13):4110–4129.)；2、氨基甲酸酯化法(缩聚反应)，第一种方法是用聚氨基甲酸酯和多元醇之间发生氨基甲酸酯化反应合成NIPU，但是聚氨酯大部分还是用异氰酸酯来做原料的：第二种方法是chen等人以碳酸铯和四丁基碘化铵作为催化剂，通过胺，卤化物、二氧化碳的三组分反应直接合成NIPU(Macromolecules 2017 50(6):2320–2328)；3、聚合物开环法，这种方法是通过环状氨基甲酸酯的开环聚合来制备NIPU，环状氨基甲酸酯可以由五元环碳酸酯(Macromolecules,2019,52(7):2719-2724.)或二氧化碳与氨醇单体的反应来制备(MacromolecularChemistry and Physics,2004,205(11):1536-1546.)；4、重排反应。各种重排反应或者重排方法包括Curtius重排、Hofmann重排(Macromol Rapid Commun34(19):1569–1574.)等。

本发明专利选用具有α,ω-多烯功能化氨基甲酸酯单体为原料，通过α,ω-多烯功能化氨基甲酸酯单体易位聚合制备出具有新型结构的聚氨酯，并且可以通过选取不同结构的单体，设计合成结构多样的聚氨酯，此方法目前未见报道。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种提供一种以多元胺、CO₂、不饱和卤代烃为原料，制备α,ω-多烯功能化氨基甲酸酯单体，并α,ω-多烯单体易位聚合制备聚氨酯的方法及聚氨酯。本发明的方法简单易行，绿色环保，且能够制备出结构新颖和结构多样的聚氨酯材料。

本发明的技术方案：一种α,ω-多烯单体易位聚合制备聚氨酯的方法，是以α,ω-多烯功能化氨基甲酸酯单体为原料，在催化剂和防异构化试剂的作用下通过α,ω-多烯功能化氨基甲酸酯单体易位聚合反应聚合而成。

前述的α,ω-多烯单体易位聚合制备聚氨酯的方法，所述方法包括如下步骤：

1)将α,ω-多烯功能化氨基甲酸酯单体与催化剂和防异构化试剂溶解在有机溶剂中，在一定温度和时间下进行聚合反应；

2)聚合反应结束后将混合物倒入反溶剂中析出沉淀，用反溶剂洗涤、过滤、干燥获得聚氨酯。

前述的α,ω-多烯单体易位聚合制备聚氨酯的方法，所述α,ω-多烯功能化氨基甲酸酯单体的化学结构式如下：