[发明专利]可降解饱和的聚酯酰胺脲及其制备方法和应用

权利要求书

1.一类可降解饱和的聚酯酰胺脲及其制备方法和应用，其预聚物结构式通式如下所示：                                                                         式中m为二元酸(酸酐)-二元醇酯的链节的摩尔数，m为1~10000，式中n为二元酸(酸酐)-尿素聚二酰脲的链节的摩尔数，n为1~10000，式中R可以是一下结构中的一种或几种：

     

式中R₁可以是一下结构中的一种或几种：

     

     

          

根据权利要求1所述的可降解饱和的聚酯酰胺脲，其特征在于所述的聚酯酰胺脲树脂预聚物经扩链反应后，聚合物结构式特征如下所示：

a) 双恶唑啉扩链:

式中  的结构为权利要求1中所述预聚物结构；

b) 二异氰酸酯扩链

                                               

式中  的结构为权利要求1中所述预聚物结构，二异氰酸酯可以是甲苯二异氰酸酯（TDI）、二苯甲烷二异氰酸酯(MDI)、己二异氰酸酯(HDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、对苯二亚甲基二异氰酸酯(XDI)；式中R₂可以是一下结构中的一种或几种：

     

                

     

根据权利要求1和要求2所述的一种环境可降解的聚酯酰胺脲树脂的合成方法，其特征在于：该方法的步骤为：

（1）将二元酸（酸酐）、二元醇与尿素按一定摩尔比混合，装入带分水器的烧瓶中，置于硅油浴中，惰性气体保护，电动搅拌，加热反应一定时间，馏出副产物水分；

（2）切换成减压反应装置，调节高真空度反应一定时间，合成得到淡黄或黄色固态石蜡状的聚酯酰胺脲低聚物；

（3）将聚酯酰胺脲低聚物与扩链剂按一定配比投入烧瓶中，置于硅油浴中，惰性气体保护，电动搅拌，加热反应一定时间，得无色或淡黄色粘稠液态的高分子量聚酯酰胺脲树脂；

（4）扩链完毕后，降温至160-170℃，加入一定量的纳米SiO₂或MMT，充分搅拌，趁热出料，冷却至室温得到无色或淡黄色的纳米SiO₂或MMT填充改性的聚酯酰胺脲树脂。

2.按照权利要求3所述的环境可降解的聚酯酰胺脲树脂的合成方法，其特征在于：

步骤1所述二元酸（酸酐）:二元醇:尿素的摩尔比为2:1.8~1.0:0.2~1.0，所述的反应温度为110℃~260℃，反应时间为30~600分钟。

3.所述的二元酸（酸酐）一定包含己二酸和丁二酸中的至少一种，可能包含邻苯二甲酸酐、间苯二甲酸，对苯二甲酸二甲酯中的一种，己二酸或丁二酸占二元酸（酸酐）总摩尔数的50 %以上。

4.所述的二元醇为1,4-丁二醇或1,3-丁二醇或一缩二乙二醇或乙二醇或丙二醇；步骤2所述的真空反应，反应时间为200-300分钟，反应温度为180℃~220℃，调节真空度至-0.05~-0.15MPa；步骤3中所述聚酯酰胺脲低聚物与扩链剂的配比为扩链剂占低聚物质量分数的2%~10%，反应温度为60℃~200℃，反应时间为100~200分钟；步骤4所述的纳米SiO₂或MMT的质量数为体系总质量数的0%~20%。

5. 该类高分子量可降解的聚酯酰胺脲树脂可直接使用纳米SiO₂或MMT填充改性，得到纳米SiO₂或MMT填充改性的聚酯酰胺脲树脂。

6. 根据权利要求1所述的聚酯酰胺脲预聚物，其特征在于：所述的聚酯酰胺脲预聚物为淡黄色石蜡状固体。

7. 按照权利2要求所述的可降解的聚酯酰胺脲树脂和权利4要求所述的纳米SiO₂或纳米级O-MMT填充改性的聚酯酰胺脲树脂，其特征在于：可用于制备环境可降解的农用地膜，垃圾袋，包装材料、花盆、购物袋、医学用品等；用后可作为水田、旱地作物的缓释肥料；该类树脂还有成本较低等优点。

8. 以下对本发明做出进一步说明：

本设计采用廉价原料尿素、常用不贵原料己二酸、丁二酸、1,4-丁二醇、1,3-丁二醇、一缩二乙二醇、乙二醇、丙二醇、邻苯二甲酸酐、对苯二甲酸二甲酯和间苯二甲酸合成制备得到了成本较低、可降解、用后可作缓释肥料的聚酯酰胺脲树脂，该类树脂及其填充改性树脂可望用作农用地膜、垃圾袋、包装材料、购物袋等的基体树脂，并可回收作为水田、旱地作物的缓释肥料，因此有较高的应用价值。