一种天门冬氨酸酯仲胺扩链剂以及其制得的天冬聚脲

本发明属于聚脲，具体涉及一种利用天门冬氨酸酯仲胺扩链剂制得的天冬聚脲弹性体及制备方法。

背景技术：

1、聚脲是一种由含异氰酸酯基团组分和含氨基化合物组分反应生成的弹性体材料。聚脲弹性体具有反应速度快、固含量高的特点，是一种理化性能优异的环境友好型材料。然而，聚脲弹性体的氨基化合物组分多为伯胺，其反应速度快、凝胶时间短，需要配合专业的喷涂设备和有经验的施工人员才能实施，应用范围受到一定限制。

2、天门冬氨酸酯是一种二元仲胺化合物，通常由马来酸二烷酯和二胺类化合物通过michael加成得到。天门冬氨酸酯结构存在的空间冠状位阻及诱导效应，可以使氨基的反应活性降低。因此在使用天门冬氨酸酯制备聚脲时，可以有效降低与异氰酸酯基团组分的扩链速度，延长凝胶时间，并且通过改变二胺类化合物的结构，可以制备出不同扩链速度的天门冬氨酸酯。因此，由天门冬氨酸酯制备得到的聚脲弹性体-天冬聚脲，其凝胶时间可控，易施工，作为新一代聚脲弹性体，表现出更广阔的应用前景。但是，相比于聚脲弹性体，天冬聚脲弹性体的研发生产起步较晚，相关的研究报道较少，多作为涂料使用，应用局限且存在许多问题，如热稳定性差，无法兼具强度和韧性等，有待解决。

3、为此，还需进一步研究由天门冬氨酸酯制得天冬聚脲，以提高其热稳定性，同时提高其强度和韧性等，以获得综合性能好的聚脲材料，拓宽天冬聚脲的应用领域。

技术实现思路

1、为解决上述问题，本发明提供了一种天门冬氨酸酯仲胺扩链剂，利用马来酸二烷酯与二胺制得。并利用该天门冬氨酸酯仲胺扩链剂扩链剂与二异氰酸酯聚醚多元醇型预聚体为原料，采用本体聚合制备得到天冬聚脲弹性体。由此制备的天冬聚脲弹性体软段分子链柔顺性好，硬段分子链刚性大，结构紧凑、对称且规整，硬软段间微相分离程度更高，强度、韧性和热性能有效提升，扩大了天冬聚脲弹性体的应用范围，从而完成本发明。

2、本发明第一方面的目的在于提供一种天门冬氨酸酯仲胺扩链剂，其由式(1)表示：

3、

4、其中，r1为碳原子数1～8的烷基，优选为碳原子2～4的烷基，更优选为乙基。

5、r2为

6、更优选地，天门冬氨酸酯仲胺扩链剂为：

7、

8、

9、本发明第二方面的目的在于提供所述天门冬氨酸酯仲胺扩链剂的制备方法，所述方法将马来酸二烷酯加入到二胺溶液中，加热反应，充分静置后减压蒸馏得到天门冬氨酸酯仲胺扩链剂。

10、所述二胺选自1,4-环己二胺、1,3-环己二甲胺和间苯二甲胺中的一种或几种。

11、所述马来酸二烷酯中，烷基选自c1-c10烷基中的一种，优选为c1-c8烷基中的一种，更优选为c2-c4烷基中的一种。如马来酸二烷酯为马来酸二甲酯、马来酸二乙酯、马来酸二正丙酯、马来酸二异丙酯、马来酸二异丁酯、马来酸二正丁酯、马来酸二仲丁酯、马来酸二叔丁酯、马来酸二正戊酯、马来酸二异戊酯、马来酸二己酯、马来酸二庚酯和马来酸二异辛酯中的一种或几种，优选为马来酸二乙酯或马来酸二正丁酯，更优选为马来酸二乙酯。

12、本发明第三方面的目的在于提供一种天冬聚脲，其利用包括所述天门冬氨酸酯仲胺扩链剂和二异氰酸酯聚醚多元醇预聚体的原料制备得到。

13、所述二异氰酸酯聚醚多元醇预聚体选自甲苯二异氰酸酯预聚体(型号tdi-ptemg1000，辽宁天彩材料股份有限公司，ptmeg的mw为1000g/mol，异氰酸酯含量为6.17wt％)、对苯二异氰酸酯预聚体(型号ppdi-ptemg1000，辽宁天彩材料股份有限公司，ptmeg的mw为1000g/mol，异氰酸酯含量为5.79wt％)和间苯二甲基二异氰酸酯预聚体(型号xdi-ptemg1000，辽宁天彩材料股份有限公司，ptmeg的mw为1000g/mol，异氰酸酯含量为5.24wt％)中的一种或几种，优选为甲苯二异氰酸酯预聚体(型号tdi-ptemg1000，辽宁天彩材料股份有限公司，ptmeg的mw为1000g/mol，异氰酸酯含量为6.17wt％)和/或对苯二异氰酸酯预聚体(型号ppdi-ptemg1000，辽宁天彩材料股份有限公司，ptmeg的mw为1000g/mol，异氰酸酯含量为5.79wt％)。

14、本发明第四方面的目的在于提供所述天冬聚脲的制备方法，所述方法利用包括所述天门冬氨酸酯仲胺扩链剂和二异氰酸酯聚醚多元醇预聚体的原料制备得到天冬聚脲。

15、所述方法在加热条件下，将天门冬氨酸酯仲胺扩链剂加入到二异氰酸酯聚醚多元醇预聚体中，搅拌进行扩链反应，经熟化，得到天冬聚脲。

16、本发明具有以下有益效果：

17、(1)本发明所述的天门冬氨酸酯仲胺扩链剂，以马来酸二烷酯与二胺为原料反应得到，副产物较少，原料易得，制备工艺简单。以天门冬氨酸酯仲胺扩链剂与二元异氰酸酯预聚物反应时，凝胶时间适中，易操作。

18、(2)以所制备的天门冬氨酸酯仲胺扩链剂扩链剂与二元异氰酸酯预聚物制备的天冬聚脲弹性，具有良好的热稳定性，优异的强度和韧性，拓宽了天冬聚脲弹性体的应用范围。

技术特征：

1.一种天门冬氨酸酯仲胺扩链剂，其特征在于，其由式(1)表示：

2.根据权利要求1所述的天门冬氨酸酯仲胺扩链剂，其特征在于，天门冬氨酸酯仲胺扩链剂为：

3.一种天门冬氨酸酯仲胺扩链剂的制备方法，其特征在于，所述方法将马来酸二烷酯加入到二胺溶液中，加热反应，充分静置后减压蒸馏得到天门冬氨酸酯仲胺扩链剂。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，二胺溶液中，溶剂选自醇类溶剂中的一种或几种，优选为含碳数为c1-c6的醇类溶剂中的一种或几种，更优选为乙醇、丙醇、异丙醇和正丁醇中的一种或几种，所述二胺溶液浓度为10-40g/ml。

6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述二胺与马来酸二烷酯的摩尔比为1:(2-7)，优选为1:(2-5)，更优选1:(2-3)。

7.一种天冬聚脲，其特征在于，其利用包括权利要求1或2所述的天门冬氨酸酯仲胺扩链剂和二异氰酸酯聚醚多元醇预聚体的原料制备得到，

8.一种天冬聚脲的制备方法，其特征在于，所述方法利用包括所述天门冬氨酸酯仲胺扩链剂和二异氰酸酯聚醚多元醇预聚体的原料制备得到天冬聚脲。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述方法在加热条件下，将天门冬氨酸酯仲胺扩链剂加入到二异氰酸酯聚醚多元醇预聚体中，搅拌进行扩链反应，经熟化，得到天冬聚脲。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，

技术总结本发明提供了一种天门冬氨酸酯仲胺扩链剂以及利用该扩链剂得到的天冬聚脲。天门冬氨酸酯仲胺扩链剂利用马来酸二烷酯与二胺制得，其与二异氰酸酯聚醚多元醇型预聚体扩链反应、熟化得到天冬聚脲。得到的天冬聚脲弹性体强度、韧性和热稳定性有效提升，扩大了天冬聚脲弹性体的应用范围。技术研发人员：王植源,陈斌,乔文强受保护的技术使用者：大连理工大学技术研发日：技术公布日：2024/9/2