本发明涉及聚氨酯领域,具体涉及封闭型磺酸甜菜碱内盐聚氨酯低聚物的制备方法。
背景技术:
聚氨酯离聚体是指含离子基团的聚氨酯。利用不同的化学反应或表面接枝可以合成阳离子型、阴离子型和双离子型聚氨酯离聚体。双离子型聚合物又称内盐聚合物,是指聚合物链上同时含有正负电荷基团的聚合物,因在盐溶液中表现出明显的反聚电解质行为,故具有优异的抗蛋白质吸附和防污性能。季铵盐是一种阳离子型生物活性化合物,具有优良的抗微生物和杀菌作用,将季铵盐引入到聚合物骨架上可得到抗微生物、杀菌和防污作用的聚合物。
技术实现要素:
本发明目的在于提供一种先合成对甲酚封端、含叔胺的聚氨酯预聚物,然后通过叔胺与1,3⁃丙磺酸内酯反应得到磺酸甜菜碱内盐聚氨酯预聚物,该材料有望用作防污涂料的基体树脂。
本发明封闭型磺酸甜菜碱内盐聚氨酯低聚物的制备方法,包括以下步骤:
第一步,采用迈克尔加成方法,将二乙醇胺与丙烯酸丁酯加入到500mL的三口瓶中,装上搅拌器、冷凝管和干燥管,升温至50℃,反应4h,得到N,N⁃二羟乙基⁃3⁃胺基丙酸丁酯,然后减压除水,备用;
第二步,将2,4⁃甲苯二异氰酸酯加入到500mL的三口瓶中,装上搅拌器、冷凝管和干燥管,加入N,N⁃二羟乙基⁃3⁃胺基丙酸丁酯,升温至60-65℃,反应2h,反应过程中采用二正丁胺法监测NCO的含量,当达到理论值时,在70℃ 条件下按NCO/OH 摩尔比2:1向上述反应中滴加已真空脱水的聚氧化丙烯二醇,滴完后继续搅拌4h,即得到端NCO基聚氨酯预聚物;
第三步,根据测定的NCO值,按NCO/OH摩尔比1:1.05加入对甲苯酚和质量分数为0.1%的三乙胺,搅拌均匀,并升温至70-75℃反应14h,反应完成,得到对甲酚封闭的聚氨酯预聚物;
第四步,将甲酚封闭的聚氨酯预聚物加入到500mL三口瓶中,装上搅拌器、冷凝管和干燥管,开动搅拌器,在室温下分别按不同比例缓慢滴加1,3-丙磺酸内酯,滴加后继续搅拌,在50-55℃下反应1.5-2h,反应过程中通过薄层层析法监控反应至1,3-丙磺酸内酯反应完全,反应结束,得到封闭型磺酸甜菜碱内盐聚氨酯低聚物。
优选地,第二步中加入N,N⁃二羟乙基⁃3⁃胺基丙酸丁酯的NCO/OH摩尔比为2.1:1。
优选地,第一步中加入的二乙醇胺与丙烯酸丁酯的摩尔比为1:1.05。
本发明先合成对甲酚封端、含叔胺的聚氨酯预聚物,然后通过叔胺与1,3⁃丙磺酸内酯反应得到磺酸甜菜碱内盐聚氨酯预聚物,该材料有望用作防污涂料的基体树脂。
具体实施方式
实施例一:
本发明封闭型磺酸甜菜碱内盐聚氨酯低聚物的制备方法,包括以下步骤:
第一步,采用迈克尔加成方法,将二乙醇胺与丙烯酸丁酯加入到500mL的三口瓶中,装上搅拌器、冷凝管和干燥管,升温至50℃,反应4h,得到N,N⁃二羟乙基⁃3⁃胺基丙酸丁酯,然后减压除水,备用;
第二步,将2,4⁃甲苯二异氰酸酯加入到500mL的三口瓶中,装上搅拌器、冷凝管和干燥管,加入N,N⁃二羟乙基⁃3⁃胺基丙酸丁酯,升温至60-65℃,反应2h,反应过程中采用二正丁胺法监测NCO的含量,当达到理论值时,在70℃ 条件下按NCO/OH 摩尔比2:1向上述反应中滴加已真空脱水的聚氧化丙烯二醇,滴完后继续搅拌4h,即得到端NCO基聚氨酯预聚物;
第三步,根据测定的NCO值,按NCO/OH摩尔比1:1.05加入对甲苯酚和质量分数为0.1%的三乙胺,搅拌均匀,并升温至70-75℃反应14h,反应完成,得到对甲酚封闭的聚氨酯预聚物;
第四步,将甲酚封闭的聚氨酯预聚物加入到500mL三口瓶中,装上搅拌器、冷凝管和干燥管,开动搅拌器,在室温下分别按不同比例缓慢滴加1,3-丙磺酸内酯,滴加后继续搅拌,在50-55℃下反应1.5-2h,反应过程中通过薄层层析法监控反应至1,3-丙磺酸内酯反应完全,反应结束,得到封闭型磺酸甜菜碱内盐聚氨酯低聚物。
实施例二:
本发明封闭型磺酸甜菜碱内盐聚氨酯低聚物的制备方法,包括以下步骤:
第一步,采用迈克尔加成方法,将二乙醇胺与丙烯酸丁酯加入到500mL的三口瓶中,装上搅拌器、冷凝管和干燥管,升温至50℃,反应4h,得到N,N⁃二羟乙基⁃3⁃胺基丙酸丁酯,然后减压除水,备用;
第二步,将2,4⁃甲苯二异氰酸酯加入到500mL的三口瓶中,装上搅拌器、冷凝管和干燥管,加入N,N⁃二羟乙基⁃3⁃胺基丙酸丁酯,升温至60-65℃,反应2h,反应过程中采用二正丁胺法监测NCO的含量,当达到理论值时,在70℃ 条件下按NCO/OH 摩尔比2:1向上述反应中滴加已真空脱水的聚氧化丙烯二醇,滴完后继续搅拌4h,即得到端NCO基聚氨酯预聚物;
第三步,根据测定的NCO值,按NCO/OH摩尔比1:1.05加入对甲苯酚和质量分数为0.1%的三乙胺,搅拌均匀,并升温至70-75℃反应14h,反应完成,得到对甲酚封闭的聚氨酯预聚物;
第四步,将甲酚封闭的聚氨酯预聚物加入到500mL三口瓶中,装上搅拌器、冷凝管和干燥管,开动搅拌器,在室温下分别按不同比例缓慢滴加1,3-丙磺酸内酯,滴加后继续搅拌,在50-55℃下反应1.5-2h,反应过程中通过薄层层析法监控反应至1,3-丙磺酸内酯反应完全,反应结束,得到封闭型磺酸甜菜碱内盐聚氨酯低聚物。
第二步中加入N,N⁃二羟乙基⁃3⁃胺基丙酸丁酯的NCO/OH摩尔比为2.1:1。
实施例三:
本发明封闭型磺酸甜菜碱内盐聚氨酯低聚物的制备方法,包括以下步骤:
第一步,采用迈克尔加成方法,将二乙醇胺与丙烯酸丁酯加入到500mL的三口瓶中,装上搅拌器、冷凝管和干燥管,升温至50℃,反应4h,得到N,N⁃二羟乙基⁃3⁃胺基丙酸丁酯,然后减压除水,备用;
第二步,将2,4⁃甲苯二异氰酸酯加入到500mL的三口瓶中,装上搅拌器、冷凝管和干燥管,加入N,N⁃二羟乙基⁃3⁃胺基丙酸丁酯,升温至60-65℃,反应2h,反应过程中采用二正丁胺法监测NCO的含量,当达到理论值时,在70℃ 条件下按NCO/OH 摩尔比2:1向上述反应中滴加已真空脱水的聚氧化丙烯二醇,滴完后继续搅拌4h,即得到端NCO基聚氨酯预聚物;
第三步,根据测定的NCO值,按NCO/OH摩尔比1:1.05加入对甲苯酚和质量分数为0.1%的三乙胺,搅拌均匀,并升温至70-75℃反应14h,反应完成,得到对甲酚封闭的聚氨酯预聚物;
第四步,将甲酚封闭的聚氨酯预聚物加入到500mL三口瓶中,装上搅拌器、冷凝管和干燥管,开动搅拌器,在室温下分别按不同比例缓慢滴加1,3-丙磺酸内酯,滴加后继续搅拌,在50-55℃下反应1.5-2h,反应过程中通过薄层层析法监控反应至1,3-丙磺酸内酯反应完全,反应结束,得到封闭型磺酸甜菜碱内盐聚氨酯低聚物。
第二步中加入N,N⁃二羟乙基⁃3⁃胺基丙酸丁酯的NCO/OH摩尔比为2.1:1。
第一步中加入的二乙醇胺与丙烯酸丁酯的摩尔比为1:1.05。
本发明先合成对甲酚封端、含叔胺的聚氨酯预聚物,然后通过叔胺与1,3⁃丙磺酸内酯反应得到磺酸甜菜碱内盐聚氨酯预聚物,该材料有望用作防污涂料的基体树脂。