[发明专利]一种含大位阻脲键固化剂及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种含大位阻脲键固化剂及其制备方法与应用。本方法的步骤主要包括：将双官能芳香胺和碱溶于溶剂中，在70～85℃下加入卤代烃，反应8～12h，得到中间产物仲胺；将二醇与无水溶剂加入到双官能异氰酸酯中，在50～60℃下反应2～6h，得到聚氨酯预聚体；将仲胺与无水溶剂加入到聚氨酯预聚体中，在50～60℃下反应6～8h即制得含大位阻脲键固化剂。本发明制备的含大位阻脲键固化剂可解决其他动态共价键的缺陷，基于本发明含大位阻脲键固化剂制备的环氧树脂力学性能良好，热稳定性良好，耐溶剂化学稳定性良好；本发明含大位阻脲键固化剂还可以用于制备电子封装材料。

技术领域

本发明属于高分子材料的固化剂合成领域，具体涉及一种含大位阻脲键固化剂及其制备方法与应用。

背景技术

热固性树脂因其交联的网状或体型结构而具有优异的力学性能、粘接性能、耐热性能以及低固化收缩率，进而在电子封装材料、胶粘剂及涂料等领域都具有广泛应用。但不可逆的共价网络使得树脂在使用过程中受到冲击、挤压等外部作用时，内部会产生不可修复的机械损伤，严重影响产品的使用寿命，还会导致难以再加工或回收的问题。

受生物体本征型自愈现象的启发，具有可逆行为的动态共价键可以在特定条件或刺激下参与可逆的断裂和重组，使网络重排并赋予其动态特性(如可循环性、形状记忆和自愈性)。而具有动态共价键的聚合物可以在去除施加的刺激后保持不可逆共价聚合物的结构稳定性。常见构建动态共价的方法：Diels-Alder反应(CN108495885A)、亚胺键(CN110669229B)、酯交换法(CN113248654A)、二硫键(CN112126036A)、转胺化(Adv.Funct.Mater.25.16(2015):2451-2457)、转烷基化(J.Am.Chem.Soc.137.18(2015):6078-6083)和硅氧烷平衡(J.Am.Chem.Soc.134.4(2012):2024-2027)等。这些方法都需要催化剂或者高温等其他特定的条件才能使得材料内部的动态共价键得以发生可逆的断裂和重组。

发明内容

针对现有技术的缺点和不足，本发明的首要目的在于提供一种含大位阻脲键固化剂的制备方法。

本发明的另一目的在于提供上述方法制备得到的含大位阻脲键固化剂。

本发明的再一目的在于提供上述含大位阻脲键固化剂的应用。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种含大位阻脲键固化剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)将双官能芳香胺、碱加入到溶剂中搅拌溶解，在70-85℃条件下滴加入卤代烃，滴加反应8-12h；其中双官能芳香胺、碱、溶剂、卤代烃的摩尔比为1:(0.5～4):(0.5～10):(0.5～4)；

(2)在氮气或惰性气体气氛下，将二醇与无水溶剂的混合液加入到双官能异氰酸酯中，在50～60℃下反应2～6h，得到聚氨酯预聚体；其中二醇、无水溶剂与双管能异氰酸酯的摩尔比为1:(0.5～10):(2～4)；

(3)将步骤(1)制备的仲胺溶于无水溶剂中得到均一溶液，再将步骤(2)制备的聚氨酯预聚体加入到混合液中，在50～60℃下反应6～8h，即制得含大位阻脲键固化剂；其中仲胺、无水溶剂与聚氨酯预聚体的摩尔比为1:(0.5～10):(0.2～0.6)。

优选地，步骤(1)中所述双官能芳香胺的结构式为：

其中R_X为碳数量为1～3的烷基或碳数量为2～4的烯烃基、醚基、酮基、砜基、硫醚基、胺基基团中的一种。

优选地，所述双官能芳香胺为4,4'-二氨基二苯甲烷(MDA)、4,4'-二氨基二苯醚(ODA)、4,4'-二氨基二苯砜(DDS)或4,4'-二氨基二苯甲酮(DABP)中的一种，更优选为4,4'-二氨基二苯甲烷。