[发明专利]一种噁唑烷潜固化剂及其制备方法与制备聚氨酯材料的方法

说明书

本发明属于高分子材料技术领域，本发明提供了一种噁唑烷潜固化剂及其制备方法与制备聚氨酯材料的方法。该制备方法包括以下步骤：S1、将二乙醇胺、丁酮和有机溶剂混合后进行反应，反应结束后经减压蒸馏得到2‑甲基‑2‑乙基‑N‑羟乙基‑1,3噁唑烷；S2、在保护气体下，将对苯二甲酸二甲酯、2‑甲基‑2‑乙基‑N‑羟乙基‑1,3噁唑烷和催化剂混合后进行反应，得到混合溶液；S3、混合溶液经减压蒸馏蒸出甲醇，将混合溶液顺次和酸催化剂、助剂进行反应，经过滤即得噁唑烷潜固化剂。该方法产率高，反应过程易控制，且所制备的噁唑烷潜固化剂可应用于制备聚氨酯材料，从而提升聚氨酯材料的力学性能和耐热性能。

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，尤其涉及一种噁唑烷潜固化剂及其制备方法与制备聚氨酯材料的方法。

背景技术

聚氨酯是指在有机大分子主链之中含有氨基甲酸酯基的聚合物，全称为聚氨基甲酸酯。聚氨酯有以下优点：耐磨性能好、机械强度大、粘接性能好、耐候性好等。现阶段，聚氨酯已经广泛的应用于生活的各个方面，例如，聚氨酯胶黏剂拥有着较好的耐低温性能，耐油耐磨性能，并且胶膜较坚韧，耐冲击性好，粘结力强；硬质的聚氨酯在添加了阻燃剂之后能够耐高温，阻燃，广泛用作防火材料；聚氨酯的板材则拥有着良好的隔热性能，可以用于建筑外墙作为保温材料，能够有效的减小建筑外墙的厚度，而且聚氨酯材料拥有着优良的抗老化性能，不会轻易开裂。

目前，聚氨酯材料可以分为双组份聚氨酯与单组分聚氨酯，双组份聚氨酯中的一个组分为端羟基的多元醇，另一个组分为端基为-NCO基的化合物，将这两个组分交联即得双组份聚氨酯，优点为性能可调，固化速度快，缺点就是实际产品的性能不稳定。单组分聚氨酯简称SPU，是以-NCO基封端的聚氨酯预聚体直接与空气中的水反应固化而扩链或交联生成的，与双组分聚氨酯相比，SPU有着性能稳定，操作较简单的优点。

单组分聚氨酯固化有两种固化模式，分别是湿气固化和潜固化，前者直接将聚氨酯预聚物置于空气中，通过与空气中的水分反应得到脲键，脲键再与预聚体反应生成聚氨酯，虽然操作简便，但是反应的过程中会产生CO₂影响性能，而潜固化过程则避免了CO₂的生成，因为潜固化剂在湿气环境中会优先与水发生，生成物再与预聚体的-NCO基反应，固化或交联得到聚氨酯预聚体。

通常使用的聚氨酯潜固化剂有两种，一种是亚胺类，一种是噁唑烷类，综合以往的研究，噁唑烷单元结构越多，固化效率越高，与聚氨酯的相容性也越好，但随着噁唑烷单元结构的增加，制备噁唑烷潜固化剂的反应进程却难以控制，反应的副产物也将增多。

因此，如何提供一种易控制，副产物较少的多官能度噁唑烷潜固化剂及其制备方法成为了本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种噁唑烷潜固化剂及其制备方法与制备聚氨酯材料的方法，该方法产率高，反应过程易控制，且所制备的噁唑烷潜固化剂可应用于制备聚氨酯材料，从而提升聚氨酯材料的力学性能和耐热性能。有效解决了制备多官能度噁唑烷潜固化剂的反应进程难控制，反应副产物较多的技术问题。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明提供了一种噁唑烷潜固化剂，所述噁唑烷潜固化剂的结构式如下：

本发明提供了上述噁唑烷潜固化剂的制备方法，包括以下步骤：

S1、将二乙醇胺、丁酮和有机溶剂混合后进行反应，反应结束后经减压蒸馏得到2-甲基-2-乙基-N-羟乙基-1,3噁唑烷；

S2、在保护气体下，将对苯二甲酸二甲酯、2-甲基-2-乙基-N-羟乙基-1,3噁唑烷和催化剂混合后进行反应，得到混合溶液；

S3、混合溶液经减压蒸馏蒸出甲醇，将混合溶液顺次和酸催化剂、助剂进行反应，经过滤即得噁唑烷潜固化剂。