[发明专利]一种含有双磺基甜菜碱的异氰酸酯交联剂及其制备方法

说明书

本发明具体涉及分子结构中含有双磺基甜菜碱的异氰酸酯交联剂，属于小分子化合物，其是分子中含有端异氰酸酯基的双子型两性离子化合物。以N,N’‑二取代或未取代烃基有机二胺、聚乙二醇单丙烯酸酯、γ‑丙磺酸内酯和多异氰酸酯为原料，通过Michael加成反应、开环反应和加成反应制得的。本发明所述含有含有双磺基甜菜碱的异氰酸酯交联剂分子结构中有三类功能基团，首先是异氰酸酯基（‑NCO），其是进一步发生化学反应的基团；其次是双子型甜菜碱，其具有亲水性、导电性、抗菌性、防雾、防污或抗凝血性能；再者，本发明所述含有二异氰酸酯基的双子型甜菜碱，具有化学交联功能，可以对结构中含有O‑H或N‑H材料的链结构进行化学交联，增大其分子量或提高物理机械稳定性。

技术领域

本发明涉及一种分子结构中含有双磺基甜菜碱的异氰酸酯交联剂及其制备方法，属于功能高分子材料领域。

技术背景

聚氨酯预聚体是一种具有反应功能的功能高分子材料，其实由多异氰酸酯和多元醇为主要原料，在一定条件下反应所制成的具有反应功能的聚氨酯半成品。按照聚氨酯预聚体的端基团反应特性可分为：端异氰酸酯基预聚体、端羟基预聚体、含封闭基团预聚体，以及含其它基团如端硅烷基、端丙烯酸烷酯的聚氨酯预聚体。其中端NCO聚氨酯预聚体是拥有产品最多的种类，其可用作具有化学活性的聚氨酯胶粘剂、聚氨酯涂料、聚氨酯浸渍剂、聚氨酯固色剂等诸多领域。进一步理论上的端NCO聚氨酯预聚体原料中的多元醇具有分子结构易设计、性能可调控特性，所以通常在多元醇结构中引入一定功能基团，形成功能型聚氨酯预聚体，从而在保持聚氨酯预聚体诸多特点的基础上，再赋予其独特的生物、光、电、磁、热，以及其它物理化学特性或功能，可用作光、电、磁、热、医用、药物或生物等功能材料的原料。同时当有机或无机材料等基材结构中含有O-H或N-H基团时，所述端NCO功能型聚氨酯预聚体也可用作这些基材的化学改性剂，从而赋予这些基材新的功能和应用特征，拓宽了这些基材的应用领域，进一步满足不同领域的新需求，这也是功能材料创新的主要发展方向之一。

基于此，本发明提供一种分子结构中含有双磺基甜菜碱的异氰酸酯交联剂，属于小分子化合物，是以N,N’-二取代或未取代烃基有机二胺、甲基丙烯酸羟乙酯、γ-丙磺酸内酯和多异氰酸酯为原料，通过Michael加成反应、开环反应和加成反应制得的。本发明所述的分子结构中含有双磺基甜菜碱的异氰酸酯交联剂，具有类同于端异氰酸酯基聚氨酯预聚物的结构单元和反应特征，另外还是一种两性离子化合物，不仅可用作制备电活性聚氨酯材料的原料，还能够对表面含有羟基或氨基的有机高分子材料进行后化学改性，以异氰酸酯基作为间隔臂，将双磺基甜菜碱单元均匀地“键合”在所述有机高分子材料的链结构上，并对所述有机高分子材料的链结构实施交联，以期赋予所述有机高分子材料亲水性、导电性、抗菌性、防雾、防污、防凝血性能和其结构稳定性。本发明所述分子结构中含有二异氰酸酯基的双子型甜菜碱的制备方法简单，产品纯净无杂质，工艺技术规范，产品质量稳定、产品易定型，使用方便。

发明内容

本发明提供一种分子结构中含有双磺基甜菜碱的异氰酸酯交联剂，其特征具有通式(A)所示结构：

其中通式(A)中的R选自H或甲基，R₁和R₂分别选自C₁～C₁₈烃基，所述选自C₁～C₁₈亚烃基，所述n选自1～2000之间的自然数，所述选自C₁～C₁₈亚烃基或中的一种，其中的q选自1～2000之间的自然数。

本发明所述含有双磺基甜菜碱的异氰酸酯交联剂分子结构中有三类功能基团，首先是异氰酸酯基(-NCO)，其是进一步发生化学反应的基团；其次是双子型甜菜碱，其具有亲水性、导电性、抗菌性、防雾、防污或抗凝血性能；再者，本发明所述含有二异氰酸酯基的双磺基甜菜碱，具有化学交联功能，可以对结构中含有O-H或N-H材料的链结构进行化学交联，增大其分子量或提高物理、化学或机械稳定性。