[发明专利]一种含有双季铵阳离子和双磺基甜菜碱的异氰酸酯交联剂的制备方法

说明书

本发明提供一种含有双季铵阳离子和双磺基甜菜碱的异氰酸酯交联剂的制备方法。其是以双羟基二胺、丙烯酰氧聚醚磺基甜菜碱、烷基化试剂和多异氰酸酯为原料，通过Michael加成反应、季铵盐化反应以及加成反应制得的，目的是在所述异氰酸酯交联剂分子结构中引入两个季铵阳离子和双磺基甜菜碱单元，使得其在应用时所产生的功效或功能更加显著。其分子结构含有的异氰酸酯基(‑NCO)，其是进一步发生化学反应的基团；其次是双季铵阳离子和多磺基甜菜碱，其具有亲水性、导电性、抗菌性、防雾、防污、生物相容性或抗凝血功能；再者，本发明所述分子结构中的双异氰酸酯基，可以对结构中含有O‑H或N‑H材料的链结构进行化学交联，增大其分子量或增强物理、化学或机械稳定性。

技术领域

本发明涉及一种分子结构中含有双季铵阳离子和双磺基甜菜碱的异氰酸酯交联剂的制备方法，属于功能材料领域。

技术背景

异氰酸酯交联剂指的是其分子结构中含有两个以上异氰酸酯基的小分子化合物或高聚物。端NCO聚氨酯预聚体属于一类高分子异氰酸酯交联剂，其可用作具有化学活性的聚氨酯胶粘剂、聚氨酯涂料、聚氨酯浸渍剂、聚氨酯固色剂等诸多领域。进一步理论上的端NCO聚氨酯预聚体原料中的多元醇具有分子结构易设计、性能可调控特性，所以通常在多元醇结构中引入一定功能基团，形成功能型聚氨酯预聚体，从而在保持聚氨酯预聚体诸多特点的基础上，再赋予其独特的生物、光、电、磁、热，以及其它物理化学特性或功能，可用作光、电、磁、热、医用、药物或生物等功能材料的原料。同时当有机或无机材料等基材结构中含有O-H或N-H基团时，所述端NCO功能型聚氨酯预聚体也可用作这些基材的化学改性剂如异氰酸酯交联剂，从而赋予这些基材新的功能和应用特征，拓宽了这些基材的应用领域，进一步满足不同领域的新需求，这也是功能材料创新的主要发展方向之一。

发明内容

基于此，本发明人采用有机化学的分子设计原理，设计一种分子结构中含有双季铵阳离子和双磺基甜菜碱的异氰酸酯交联剂，目的是在所述异氰酸酯交联剂分子结构中引入双季铵阳离子和双磺基甜菜碱单元，使得其在应用时所产生的功效或功能更加显著。本发明所述一种分子结构中含有双季铵阳离子和双磺基甜菜碱的异氰酸酯交联剂具有类似于端异氰酸酯基聚氨酯预聚物的反应特征，能够对链结构中含有羟基或氨基的有机高分子材料进行后化学交联改性，以异氰酸酯基作为间隔臂，将双季铵阳离子和双磺基甜菜碱单元均匀地“键合”在所述有机高分子材料的链结构上，并对所述有机高分子材料的链结构实施交联，以期赋予所述有机高分子材料亲水性、导电性、抗菌性、防雾、防污、防凝血性能和其结构稳定性；另外所述含有双季铵阳离子和双磺基甜菜碱的异氰酸酯交联剂，可用作制备电活性聚氨酯材料的原料。

本发明所述分子结构中含有双季铵阳离子和双磺基甜菜碱的异氰酸酯交联剂，是以双羟基二胺、丙烯酰氧聚醚磺基甜菜碱、烷基化试剂和多异氰酸酯为原料，通过Michael加成反应、季铵盐化反应以及加成反应制得的。本发明所述分子结构中含有双季铵阳离子和双磺基甜菜碱的异氰酸酯交联剂的制备方法简单，工艺技术规范，产品纯净、质量稳定，使用方便。

本发明特别涉及一种分子结构中含有双季铵阳离子和双磺基甜菜碱的异氰酸酯交联剂的制备方法，其是采用以下制备过程实现的：室温下，将二羟基二胺溶解在有机溶剂中，开启搅拌缓慢加入通式(C)，待通式(C)投料完毕，升高反应温度至50～70℃，继续反应4～40小时后，结束Michael加成反应过程；保持反应体系温度，将烷基化试剂加入反应体系中，继续搅拌反应4～40小时，完成季铵盐化反应后；再将催化剂、稀释剂和多异氰酸酯依次投入反应体系中，继续保温搅拌反应2～20小时，检测反应器内物料中NCO含量与预定值相符后，结束加成反应过程；反应产物体系温度降至室温，制得通式(A)所示结构的分子结构中含有双季铵阳离子和双磺基甜菜碱的异氰酸酯交联剂的溶液。

其中所述分子结构中含有双季铵阳离子和双磺基甜菜碱的异氰酸酯交联剂具有通式(A)所示结构：