[发明专利]一种环氧改性聚氨酯树脂、体系及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种环氧改性聚氨酯树脂体系，该树脂体系既克服了传统聚氨酯树脂在储存、运输、使用过程中不耐潮气的缺点，又保留了聚氨酯树脂优异、宽泛的性能。该树脂体系是通过多元醇小分子、聚酯(聚醚)多元醇大分子与多异氰酸酯、缩水甘油等通过化学反应而获得。其与胺类固化剂、巯基类固化剂形成性能优异的固化物，可用于各种性能要求的涂料、粘合剂、复合材料、密封(包封)材料等的基础树脂体系。

技术领域

本发明涉及一种化学化工合成的树脂，具体涉及一种环氧改性聚氨酯树脂体系、及其制备方法与应用。

背景技术

聚氨酯树脂是一类多功能的树脂材料，它以泡沫、涂料、弹性体、胶黏剂、铺地材料、人造革以及防水材料等形式，被广泛地应用于各类建筑、纺织服装、石油化工、交通运输、电子设备、国防水利、医疗卫生等领域。然而通用热固性聚氨酯树脂分子因含有异氰酸根，容易与水汽(即潮气)发生反应而凝固，使其在储存、运输和使用中带来诸多不便，也时常造成浪费和环境污染，大大地限制了它的应用范围。

发明内容

本发明的目的是提供一种环氧改性聚氨酯树脂、体系及其制备方法与应用，以消除通用热固性聚氨酯树脂用作涂料、胶黏剂、材料等时存在的容易与水汽发生反应而凝固的缺陷，本发明对通用热固性聚氨酯树脂异氰酸基进行环氧化封端改性，使其可以通过固化环氧树脂的方式对其进行固化，既解决了聚氨酯树脂的不耐潮气问题，又保留了聚氨酯树脂的固有特性。

本发明的技术方案是提供一种环氧改性聚氨酯树脂，其特殊之处在于，其化学结构式为：

其中，m为1至6的自然数；

R为分子量在100～2000的聚醚多元醇链段或聚酯多元醇链段；

R′为二异氰酸酯的核基，其结构包含：

M的结构与m的取值有关，若

m＝1时，则M为：

H-、1～18个C的脂肪基、

m＝2时，M为：

m＝3时，M为：

m＝4时，M为：

T为环氧基醇的核基，其结构包含：

其中n为1至6的自然数。

本发明还提供一种环氧改性聚氨酯树脂体系，其特殊之处在于：包括至少一种上述的环氧改性聚氨酯树脂与固化剂，所述固化剂为胺类固化剂和/或巯基固化剂；所述的环氧改性聚氨酯树脂通过胺类固化剂和/或巯基固化剂在常温下实现固化或加热实现固化。

进一步地，所述胺类固化剂包括脂肪族多元胺、脂环族多元胺、芳香族多元胺，以及由这些小分子多元胺衍生而成的各类大分子、高分子多元胺。

本发明还提供一种上述环氧改性聚氨酯树脂的制备方法，其特殊之处在于，包括以下步骤：

步骤一、将多异氰酸酯、阻聚剂、催化剂加入反应容器后搅拌均匀，加热，在温度为45～65℃之间向反应容器中滴加环氧基醇，滴加完后，升温至75～105℃回流，继续搅拌、反应，直至总异氰值降至起始值的一半为止；

步骤二、在搅拌下维持温度在75～105℃之间，将多元醇、聚醚多元醇和/或聚酯多元醇滴加入步骤一的混合物中，继续反应，直至异氰酸值降为0时，反应结束。

进一步地，多异氰酸酯的物质的量与环氧基醇的物质的量之比为1.10～1.00:1.00。