专利名称：一种含有异氰酸基的超支化聚氨酯及其制备方法和应用的制作方法
技术领域：
本发明属于超支化聚合物技术领域，涉及ー种含有异氰酸基的超支化聚氨酯及其制备方法和应用。
背景技术：
超支化聚合物以其独特的结构和优异的性能，如三维球状结构、低的熔体粘度、良好的溶解性能和大量的活性端基等，使其成为近20年的研究热点之一。由于上述众多优越的特点，超支化聚合物在形状记忆与相变储能材料、固体电解质材料、催化剂以及树脂改性剂等诸多领域有着广泛的应用前景。异氰酸基的活性极高容易导致凝胶，传统的制备超支化聚氨酯的方法通常选择低聚物作为A2或者B3。Fornof采用聚醚低聚物作为A2,三羟甲基丙烷作为B3成功制备出了超支化聚氨酷，以双单体法制备超支化聚氨酯还鲜有报道。
发明内容
本发明解决的问题在于提供ー种含有异氰酸基的超支化聚氨酯及其制备方法和应用，以双单体作为原料进行制备，通过对制备过程和反应条件的控制，可有效地避免体系的凝胶，所制备的含有异氰酸基的超支化聚氨酯可以作为ー种活性改性剂參与树脂的固化。本发明是通过以下技术方案来实现ー种含有异氰酸基的超支化聚氨酯，其化学结构式为
权利要求
1.一种含有异氰酸基的超支化聚氨酯，其特征在于，其化学结构式为
2.如权利要求I所述的含有异氰酸基的超支化聚氨酯，其特征在于，其重均分子量在20000 59800之间，异氰酸基的数目在14 42之间；所述的聚醚三元醇其分子量为3000。
3.一种含有异氰酸基的超支化聚氨酯的制备方法，其特征在于，包括以下步骤 1)将二异氰酸酯和三元醇分别溶解于极性溶剂中，分别得到二异氰酸酯溶液和三元醇溶液，控制其质量浓度为5 30% ； 2)在30 100°C、保护气氛下，边搅拌，将二异氰酸酯溶液加到三元醇溶液中，其中二异氰酸酯的异氰酸基和三元醇的羟基的摩尔比为I :6 3 :1 ;二异氰酸酯加入完成后，反应体系保温反应10 30h ;然后向反应体系中加入保护剂，在30 100°C下继续反应5 IOh ； 3 )反应结束后，减压蒸馏出溶剂，得到含有异氰酸基的超支化聚氨酯。
4.如权利要求3所述的含有异氰酸基的超支化聚氨酯的制备方法，其特征在于，所述的二异氰酸酯为异佛尔酮二异氰酸酯、4’ 4- 二苯基甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯或2，4甲苯二异氰酸酯；所述的三元醇为丙三醇、三羟甲基丙烷或聚醚三元醇。
5.如权利要求3所述的异氰酸基的超支化聚氨酯的制备方法，其特征在于，所述的二异氰酸酯溶液、三元醇溶液采用的溶剂为二甲基亚砜、N，N-二甲基乙酰胺、N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基吡咯烷酮、四氢呋喃或甲苯中的一种或几种的混合。
6.如权利要求3所述的含有异氰酸基的超支化聚氨酯的制备方法，其特征在于，所述的保护剂为苯酚、己内酰胺、乙二醇乙醚或甲乙酮肟；保护剂的加入量为二异氰酸酯摩尔数的I 60%。
7.如权利要求3所述的含有异氰酸基的超支化聚氨酯的制备方法，其特征在于，步骤3)蒸馏出溶剂所得物质经四氢呋喃溶解，在甲醇中沉降和过滤后，将其在50 140°C的真空干燥10 24h，得到纯化的含有异氰酸基的超支化聚氨酯。
8.权利要求I所述的含有异氰酸基的超支化聚氨酯作为改性树脂固化中活性改性剂的应用。
9.如权利要求8所述的应用，其特征在于，含有异氰酸基的超支化聚氨酯在苯并噁嗪树脂固化过程的应用。
10.如权利要求8所述的应用，其特征在于，所述的活性改性剂在100 200°C解保护之后发挥活性端基的作用 。
全文摘要
本发明公开了一种含有异氰酸基的超支化聚氨酯及其制备方法和应用。采用A2+B3法进行上述超支化聚氨酯的合成，通过对二异氰酸酯和三元醇的摩尔投料比及反应介质的控制，可有效避免凝胶的发生，获得重均分子量在20000到59800之间，异氰酸基的数目在14到42之间的超支化聚氨酯。本发明提供的含有异氰酸基的超支化聚氨酯，能够参与苯并噁嗪树脂的固化过程，并可大幅度改善其耐热性能。本发明的特点是所制备的含有异氰酸基的超支化聚氨酯反应原料来源广泛且均已商业化。所采用的聚合方法成熟、制备工艺简单。上述含有异氰酸基的超支化聚氨酯改性的苯并噁嗪树脂可望作为高性能耐烧蚀树脂基复合材料的基体树脂使用。
文档编号C08G18/66GK102838718SQ20121033706
公开日2012年12月26日 申请日期2012年9月12日 优先权日2012年9月12日
发明者刘育红, 王彪, 张西莹 申请人:西安交通大学