[发明专利]一种β-聚醚胺及其合成方法和含有其的脂肪族聚脲涂料

说明书

本发明公开了一种β‑聚醚胺及其合成方法和含有其的脂肪族聚脲涂料，属于化工产品生产技术领域，β‑聚醚胺通过酮醇类化合物制得，酮醇类化合物中氧原子与仲碳原子共同组成羰基，羰基经过化学反应形成肟，肟经还原形成胺，最终得到的β‑聚醚胺中，胺基为伯胺，且位于β碳原子上，胺基活性受到邻近的甲基基团的影响，导致活性减弱，因此最终得到的脂肪族聚脲涂料适用期相对较长，可实现多样化的施工工艺，施工过程简单。

技术领域

本发明属于化工产品生产技术领域，具体涉及一种β-聚醚胺及其合成方法和含有其的脂肪族聚脲涂料。

背景技术

传统的聚醚胺是以聚醚结构为主链、活性官能团氨基位于主链末端的一类聚合物，即氨基位于伯碳原子上，在化工涂料领域中具有广泛应用。

在实际生产应用中，聚醚胺与异氰酸酯类化合物发生化学反应，可生成聚脲涂层，而传统的聚醚胺中由于端氨基具有较高的化学活性，适用期短，通常仅为几十秒(25℃下)，因此施工时无法采用手工或常规的喷涂设备，需要采用专门的喷涂设备进行喷涂，设备投入成本高，大大限制了聚脲涂层的应用。

例如中国发明专利申请CN103131002A(一种聚醚胺及其制备方法)中，以酮、醛或酸酐为反应物，与伯胺反应生成胺类化合物，然后用伯胺、活泼羟基和环氧烷类单体进行阴离子聚合，最后得到了含有伯胺基的聚醚胺，聚醚胺中伯胺基位于分子链的端部，属于端氨基，在用作涂料中时适用期短，因此在喷涂过程中操作不方便。

现有技术中还可以采用天门冬氨酸类化合物作为原料，合成天门冬氨酸结构的聚醚胺，氨基位于仲碳原子上，这种结构的聚醚胺中由于氨基原子周边基团的空间位阻效应，可大大降低氨基的反应活性，形成聚脲涂层时的适用期可达2小时(25℃下)，此时可以采用常规的喷涂设备甚至手工进行喷涂，可实现多样化的施工工艺，但是天门冬氨酸类化合物的价格昂贵，原材料投入成本高，并且合成过程复杂。

发明内容

本发明的目的在于提供一种β-聚醚胺及其合成方法和含有其的脂肪族聚脲涂料，以解决背景技术中提出的技术问题。

为了实现上述目的，本发明公开了一种β-聚醚胺，通过酮醇类化合物制得，酮醇类化合物中，氧原子与仲碳原子(即β碳原子)共同组成羰基，其中酮醇类化合物中不含有侧链基团，酮醇类化合物包括伯羟基酮醇类化合物或仲羟基酮醇类化合物；优选为伯羟基酮醇类化合物。

酮醇类化合物中含有羰基，羰基可经过化学反应形成肟，肟经还原形成胺，限定酮醇类化合物中氧原子与仲碳原子共同组成羰基，可确保最终得到的胺中胺基位于仲碳原子位置处；进一步限定酮醇类化合物中不含有侧链基团，可杜绝侧链基团对合成的β-聚醚胺中氨基基团的影响，可使最终形成的脂肪族聚脲涂料具有较为理想的适用期。优选伯羟基酮醇类化合物是因为羟基处于伯碳位置处，脱水过程相对容易进行。

本发明同时要求保护一种β-聚醚胺的合成方法，包括如下步骤：

(1)醚化：将酮醇类化合物进行脱水缩合，合成酮醚类化合物；

(2)合成酮肟：将酮醚类化合物与盐酸羟胺反应，合成酮肟；

(3)合成β-聚醚胺：将酮肟还原，合成β-聚醚胺。

其中，步骤(1)中，将酮醇类化合物自身进行脱水缩合；或者引入多元醇与酮醇类化合物共同进行脱水缩合，所述多元醇中不含有侧链基团，具体可选多元醇为乙二醇。

例如，以伯羟基酮醇类化合物，具体选择丁酮醇(4-羟基-2-丁酮)为例，丁酮醇标况下为液体，沸点大约为156℃，丁酮醇自身进行脱水缩合时，以浓硫酸为催化剂，生成丁酮醚，化学反应方程式为：

丁酮醇与多元醇共同进行脱水缩合时，多元醇选择乙二醇，以浓硫酸为催化剂，化学反应方程式为：