一种共聚型聚碳化二亚胺的合成方法及其应用技术

本发明专利技术涉及聚碳化二亚胺制备技术领域，更具体地，本发明专利技术涉及一种共聚型聚碳化二亚胺的合成方法及其应用。包括：共聚；封端。通过使用二异氰酸酯共聚，得到聚碳化二亚胺，解决单体型抗水解剂的分子量低，熔沸点低，易迁移，加工利用率低问题。通过控制芳香族二异氰酸酯，和脂环族或脂肪族二异氰酸酯共聚，可解决自聚型碳化二亚胺在酯类高分子分散困难，有效官能团使用率低的问题，提高加工利用率和长期耐水解性能，改善芳香类聚碳化二亚胺的热黄变和光黄变，提高加工制品的白度。在聚碳化二亚胺两端接枝封端剂，减少聚碳化二亚胺在加工制品中的迁移，促进累积双键和高分子中羧基的作用，促进长期耐水解和拉伸等力学性能的稳定。进长期耐水解和拉伸等力学性能的稳定。

【技术实现步骤摘要】
一种共聚型聚碳化二亚胺的合成方法及其应用


[0001]本专利技术涉及聚碳化二亚胺制备
，更具体地，本专利技术涉及一种共聚型聚碳化二亚胺的合成方法及其应用。

技术介绍

[0002]酯基高分子材料是由多元醇和多元酸缩聚而成，PET具有良好的成纤性、力学性能、耐磨性、抗蠕变性以及电绝缘性；PU强度高、耐磨、耐油；PLA、PBAT等可降解,绿色环保。但是，酯基高分子材料普遍有一个缺点，在潮湿的环境下，特别是在高温状态下，酯键容易发生水解，从而降低其综合性能和使用寿命，需要添加抗水解剂提高抗水解性能。
[0003]目前技术上大部分采用单体型碳化二亚胺抗水解剂，碳化二亚胺与聚合物分解产生的羧酸发生反应，生成稳定的没有副作用的脲基化合物，从而减缓聚合物水解的进行，延长聚合物的使用寿命，同时解决聚酯材料因水解引起的综合性能下降的问题。该方法有一定的效果，但是依然存在较大问题：单体型抗水解剂分子量小，熔点低，加工适应温度低，且加工过程中存在较大臭味刺激性气味，且易向制品表面迁移，影响抗水解效率。
[0004]为了改善单体型碳化二亚胺的性能，制备聚合型碳化二亚胺是一个方式，聚合型抗水解剂在抗水解剂性能上虽然较单体型有所改善，但分散困难，有效官能团含量低，严重影响聚合型抗水解剂的适用范围，不利于聚碳化二亚胺的加工利用率和长期耐水稳定性，且可能对加工后的聚合物白度、力学性能产生影响。

技术实现思路

[0005]为了解决上述问题，本专利技术第一个方面提供了一种共聚型聚碳化二亚胺的合成方法，包括：
[0006]共聚：将二异氰酸酯在催化剂下反应，得到预聚体；
[0007]封端：将预聚体加入封端剂反应、干燥，得到共聚型聚碳化二亚胺；
[0008]所述二异氰酸酯选自芳香族二异氰酸酯、脂肪族二异氰酸酯、脂环族二异氰酸酯中的至少两种。
[0009]作为本专利技术一种优选的技术方案，所述二异氰酸酯包括至少一种芳香族二异氰酸酯，和至少一种脂肪族二异氰酸酯或脂环族二异氰酸酯，摩尔比为1：(1
‑
4)。
[0010]作为本专利技术一种优选的技术方案，所述芳香族二异氰酸酯选自1,5
‑
亚萘基二异氰酸酯、4,4
’‑
二苯甲烷二异氰酸酯、4,4
’‑
二苯基二甲基甲烷二异氰酸酯、4,4
’‑
二苄基二异氰酸酯、二烷基二苯基甲烷二异氰酸酯、四烷基二苯基甲烷二异氰酸酯、亚苯基
‑
1,3
‑
二异氰酸酯、1,4
‑
亚苯基二异氰酸酯、亚甲苯撑二异氰酸酯、2,6
‑
甲苯二异氰酸酯、间
‑
四甲代苯二甲撑二异氰酸酯、苯二甲撑二异氰酸酯中的一种或多种。
[0011]作为本专利技术一种优选的技术方案，所述脂环族二异氰酸酯选自环己烷
‑
1,4
‑
二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、4,4
’‑
二环己基甲烷二异氰酸酯、1,3
‑
二(异氰酸酯甲基)环己烷、1,4
‑
环己烷二异氰酸酯、甲基环己烷二异氰酸酯、降冰片烷二异氰酸酯中的一种或多
种。
[0012]作为本专利技术一种优选的技术方案，所述脂肪族二异氰酸酯选自四亚甲基二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、十二亚甲基二异氰酸酯、三甲基
‑
1,6
‑
二异氰酸基己烷、异丙烯基二异氰酸酯、亚甲基二异氰酸酯、2,2,4
‑
三甲基六亚甲基二异氰酸酯、赖氨酸二异氰酸酯中的一种或多种。
[0013]作为本专利技术一种优选的技术方案，所述共聚型聚碳化二亚胺的平均官能度为10～20。
[0014]作为本专利技术一种优选的技术方案，所述共聚中，反应的温度为100
‑
200℃，反应的压力为0.3
‑
0.8Mpa。
[0015]作为本专利技术一种优选的技术方案，所述封端剂选自单异氰酸酯封端剂、单羟基封端剂、单胺基封端剂中的一种或多种。
[0016]作为本专利技术一种优选的技术方案，所述封端剂的数均分子量为200～2000。
[0017]本专利技术第二个方面提供了一种所述的共聚型聚碳化二亚胺的合成方法的应用，用于酯类高分子的应用。
[0018]本专利技术与现有技术相比具有以下有益效果：
[0019](1)通过使用二异氰酸酯共聚，得到聚碳化二亚胺，解决单体型抗水解剂的分子量低，熔沸点低，易迁移，加工利用率低问题。
[0020](2)通过控制芳香族二异氰酸酯，和脂环族或脂肪族二异氰酸酯共聚，可解决自聚型碳化二亚胺在酯类高分子分散困难，有效官能团使用率低的问题，提高加工利用率，可快速和酯类高分子分解的羧基接触，提高长期耐水解性能。
[0021](3)控制芳香族二异氰酸酯和脂环族二异氰酸酯，如含有不同活性异氰酸根的异佛尔酮二异氰酸酯反应，并控制摩尔比，在提高和酯类高分子，尤其是非芳族酯类高分子，如聚乳酸的相容性的同时，还可改善芳香类聚碳化二亚胺的热黄变和光黄变，提高加工制品的白度。
[0022](4)选择合适的聚碳化二亚胺的聚合度，当用于需要低温加工的酯类高分子，如聚乳酸、PBAT、聚羟基脂肪酸酯等时，具有合适的粘度和分散性，有利于和高分子中少量被包裹的端羧基快速接触，减少残留端羧基的含量，提高长期耐水性的同时，提高加工后制品的拉伸等力学性能。
[0023](5)本专利技术通过在催化剂催化下，使不同结构的二异氰酸酯一定压力和温度下反应，可降低分子量分布，提高生产效率的同时，还可减少二异氰酸酯自聚的产生，生成无规共聚的结构，从而减少规整的聚芳香族碳化二亚胺的官能团对光吸收的影响，提高累积双键(
‑
N＝C＝N
‑
)的有效利用率，促进加工后制品的白度和长期耐水解性能。
[0024](6)通过在聚碳化二亚胺两端接枝封端剂，尤其是一定分子量的单羟基封端剂，可减少聚碳化二亚胺在加工制品中的迁移，促进累积双键(
‑
N＝C＝N
‑
)和高分子中羧基的作用，促进长期耐水解和拉伸等力学性能的稳定，尤其是使用较高分子量的封端剂时，虽然使得加工时粘度提高，但更有利于耐水解和力学性能的提高。
[0025](7)控制封端剂的结构和分子量，申请人意外发现还有利于降低聚碳化二亚胺中芳香族
‑
累计双键结构的受热或氧黄变，提高白度。
具体实施方式
[0026]参选以下本专利技术的优选实施方法的详述以及包括的实施例可更容易地理解本专利技术的内容。除非另有限定，本文使用的所有技术以及科学术语具有与本专利技术所属领域普通技术人员通常理解的相同的含义。当存在矛盾时，以本说明书中的定义为准。
[0027]如本文所用术语“由
…
制备”与“包含”同义。本文中所用的术语“包含”、“包括”、“具有”、“含有”或其任何其它变形，意在覆盖非排它性的包括。例如，包含本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种共聚型聚碳化二亚胺的合成方法，其特征在于，包括：共聚：将二异氰酸酯在催化剂下反应，得到预聚体；封端：将预聚体加入封端剂反应、干燥，得到共聚型聚碳化二亚胺；所述二异氰酸酯选自芳香族二异氰酸酯、脂肪族二异氰酸酯、脂环族二异氰酸酯中的至少两种。2.根据权利要求1所述的共聚型聚碳化二亚胺的合成方法，其特征在于，所述二异氰酸酯包括至少一种芳香族二异氰酸酯，和至少一种脂肪族二异氰酸酯或脂环族二异氰酸酯，摩尔比为1：(1
‑
4)。3.根据权利要求1所述的共聚型聚碳化二亚胺的合成方法，其特征在于，所述芳香族二异氰酸酯选自1,5
‑
亚萘基二异氰酸酯、4,4
’‑
二苯甲烷二异氰酸酯、4,4
’‑
二苯基二甲基甲烷二异氰酸酯、4,4
’‑
二苄基二异氰酸酯、二烷基二苯基甲烷二异氰酸酯、四烷基二苯基甲烷二异氰酸酯、亚苯基
‑
1,3
‑
二异氰酸酯、1,4
‑
亚苯基二异氰酸酯、亚甲苯撑二异氰酸酯、2,6
‑
甲苯二异氰酸酯、间
‑
四甲代苯二甲撑二异氰酸酯、苯二甲撑二异氰酸酯中的一种或多种。4.根据权利要求1所述的共聚型聚碳化二亚胺的合成方法，其特征在于，所述脂环族二异氰酸酯选自环己烷
‑
1,4
‑
二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨龙飞，宋唯立，吕浩东，
申请(专利权)人：上海涵点科技有限公司，
类型：发明
国别省市：