【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于聚氨酯领域，具体地涉及一种含有噁唑烷酮结构的聚氨酯聚合物及其复合材料。
技术介绍
0、技术背景
1、聚氨酯材料中的原料主要由有机异氰酸酯和有机多元醇两部分组成，而有机异氰酸酯是指结构中含有异氰酸酯基团(-n＝c＝o)的物质，由于异氰酸酯基团的中氧原子和氮原子上的电子云密度较大，并且同时氧原子具有较大的电负性，因此氧原子是异氰酸基团中的亲核中心，可以吸引含活泼氢化合物分子上的氢原子而生成羟基，但不饱和碳原子上的羟基极不稳定，会重排成氨基甲酸酯基或脲。异氰酸酯基团中碳原子的电子云密度最低，呈现较强的正点性，为亲电中心，容易受到亲核试剂的进攻。因此，含有异氰酸酯基团的材料均具有较强的反应活性，它可以和多种含有活泼氢的材料(如多元醇、水和胺等)发生反应。聚氨酯材料中残留的大量的异氰酸酯基团，导致其具有高水敏感性。因此，聚氨酯材料在存储条件较为苛刻，其存在条件通常是5℃以下以及湿度较低的环境中，导致其存储和运输成本较高。此外，聚氨酯材料的高水敏感性导致了其操作窗口较短，不利于其应用于需要较长操作的周期的开放体系，如预浸料等行业，限制了聚氨酯材料的应用场景。
2、专利cn 108929426 a、cn 105199075 a专利公开了可自由基固化的聚氨酯复合材料，通过在异氰酸酯反应性组分中添加(甲基)丙烯酸羟烷酯类小分子，获得了具有长凝胶时间和较长保质期的聚氨酯复合材料，但是专利中制备复合材料树脂基体过程中依旧采用异氰酸酯和异氰酸酯反应性组分的双组分共混，其在树脂基体端并未解决聚氨酯的水敏感性等问题，即
3、专利cn 112996835 a公开了一种热塑性聚噁唑烷酮的生产方法，其中的活性组分主要包含：二异氰酸酯化合物和双环氧化合物，披露了环氧基团可以与异氰酸酯基团发生加成反应生成含有噁唑烷酮结构的聚合物，但是其仅可以生产热塑性聚合物，无法应用到更多的领域。
4、专利jp1982159814a公开了一种环氧树脂改性聚氨酯树脂材料，而该树脂材料可以有效的提高了聚氨酯树脂的耐热性以及低水敏感性等问题，但是其用于制备高分子量的聚氨酯树脂时，树脂粘度较大，不利于树脂的应用，而为了有效的降低树脂粘度，在行业内通常采用在树脂体系中引入大量的含有环氧基团的活性稀释剂，但是活性稀释剂引入后会造成改性树脂与稀释剂分层以及树脂固化时交联密度不足等问题。
5、从公开的现有技术方案来看，克服聚氨酯低玻璃化转变温度和高水敏感性等缺点，主要依靠低水敏感性树脂体系(如不饱和、环氧树脂)针对聚氨酯进行改性，改性后常常采用含有活性基团的稀释剂调节树脂粘度，使其应用场景更加广泛，就环氧改性聚氨酯树脂体系而言，引入活性稀释剂后，会存在树脂体系久置后树脂本体与活性稀释剂分层以及树脂固化时交联密度较低等问题。
技术实现思路
1、为了解决上述问题，本专利技术提供了一种含有噁唑烷酮结构的聚氨酯聚合物及其复合材料，通过引入特定的多元醇组分，解决了端环氧基聚氨酯聚合物分层问题，且聚合反应过程更稳定，聚氨酯交联度提高，制备的复合材料物性明显提升。
2、为实现本专利技术目的，本专利技术采用如下技术方案：
3、一种含有噁唑烷酮结构的聚氨酯聚合物，采用包含以下组分的反应制备而成：：
4、(a)异氰酸酯组分
5、(b)有机多元醇组分，包含有机多元醇b1和有机多元醇b2，优选地，所述有机多元醇b1的羟值为10-600mgkoh/g。有机多元醇b1的加入量为10-80wt.％，以所述的异氰酸酯组分的重量为100wt.％计。
6、优选地，所述有机多元醇b2的结构如式(i)所示：
7、
8、其中r1和r2分别选自c2-c20的亚烷基、c3-c20的亚环烷基、或c6-c20的亚芳基。优选地，所述有机多元醇b2的加入量为0-15wt.％，优选1-12wt.％，以所述异氰酸酯组分的重量为100wt.％计。
9、(c)环氧化合物组分，
10、(d)催化剂组分，所述催化剂组分包含一种或多种可以催化异氰酸酯基团与环氧基基团发生加成反应生成噁唑烷酮结构的化合物；
11、优选地，催化剂组分的加入量为0.1-5wt.％，以所述异氰酸酯部分的重量为100wt.％计。
12、(e)任选地，稀释剂组分，所述稀释剂组分包含一种或多种含有环氧基团的低粘度液体化合物，
13、优选地，稀释剂组分粘度为1-500cp，稀释剂组分加入量为0-200wt.％，以所述异氰酸酯组分的重量为100wt.％计。
14、本文中所述的“异氰酸酯组分(a)”是指本领域常见的具有的有机异氰酸酯单体、异氰酸酯预聚物、其他异氰酸酯改性产物及其它们的混合物，
15、优选地，所述异氰酸酯组分包含一种或多种有机异氰酸酯，异氰酸酯组分的官能度为2-5，异氰酸酯组分的nco含量为12-48％。
16、在本专利技术的实施例中，所述异氰酸组分(a)包括但不限于甲苯二异氰酸酯(tdi)、二苯基甲烷二异氰酸酯(mdi)、异佛尔酮二异氰酸酯(ipdi)、六亚甲基二异氰酸酯(hdi)、二环己基甲烷二异氰酸酯(hmdi)、萘二异氰酸酯(ndi)、对苯二异氰酸酯(ppdi)、1，4-环己烷二异氰酸酯(chdi)、苯二亚甲基二异氰酸酯(xdi)、环己烷二亚甲基二异氰酸酯(hxdi)、三甲基-1，6-六亚甲基二异氰酸酯(tmhdi)、四甲基间苯二亚甲基二异氰酸酯(tmxdi)、降冰片烷二异氰酸酯(nbdi)、二甲基联苯二异氰酸酯(todi)、甲基环己基二异氰酸酯(htdi)、四亚甲基二异氰酸酯、2-甲基五亚甲基二异氰酸酯、十二亚甲基二异氰酸酯、4,4'-二异氰酸根合-3,3'-二甲基二环己基甲烷、4,4'-二异氰酸根合-2,2-二环己基丙烷、聚(己二异氰酸酯)、八亚甲基二异氰酸酯、甲苯-α,4-二异氰酸酯、、2,4,6-三甲基-1,3-苯二异氰酸酯、4-氯-6-甲基-1,3-苯二异氰酸酯、聚[1,4-苯二异氰酸酯-共-聚(1,4-丁二醇)]二异氰酸酯、聚(四氟环氧乙烷-共-二氟亚甲基氧基)α,ω-二异氰酸酯、1,4-丁烷二异氰酸酯、1,8-辛烷二异氰酸酯、1,3-双(1-异氰酸根合-1-甲基乙基)苯、3,3'-二甲基-4,4'-联苯二异氰酸酯、萘-1,5-二异氰酸酯、1,3-苯二异氰酸酯、1,4-苯二异氰酸酯、4,4'-、2,4'-或2,2'-二苯甲烷二异氰酸酯或这些异构体的混合物、4,4'-、2,4'-或2,2'-二异氰酸根合-2,2-二苯丙烷、对苯二亚甲基二异氰酸酯和上述异氰酸酯预聚物、改性产物的至少一种；优选甲苯二异氰酸酯(tdi)、二苯基甲烷二异氰酸酯(mdi)、异佛尔酮二异氰酸酯(ipdi)、六亚甲基二异氰酸酯(hdi)、二环己基甲烷二异氰酸酯(hmdi)、本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种含有噁唑烷酮结构的聚氨酯聚合物，其特征在于，采用包含以下组分的反应制备而成：
2.根据权利要求1所述的聚氨酯聚合物，其特征在于，有机多元醇B1的加入量为10-80wt.％，以所述的异氰酸酯组分的重量为100wt.％计；
3.根据权利要求1所述的聚氨酯聚合物，其特征在于，所述异氰酸酯组分包含一种或多种有机异氰酸酯，异氰酸酯组分的官能度为2-5，异氰酸酯组分的NCO含量为12-48％；
4.根据权利要求1所述的聚氨酯聚合物，其特征在于，所述的“环氧化合物组分(C)”是指在分子结构中含有环氧基团并且平均官能度大于等于2的化合物、聚合物、或它们的混合物；
5.根据权利要求1所述的聚氨酯聚合物，其特征在于，所述的“催化剂组分(D)”是指可以催化异氰酸酯基团与环氧基团发生加成反应生成噁唑烷酮结构的物质；
6.一种权利要求1-5任一项所述聚氨酯聚合物的制备方法，包括如下步骤：
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤(I)异氰酸酯组分(A)与有机多元醇组分(B)反应生成端异氰酸酯基的聚氨酯预聚体过程中，反
8.一种聚氨酯复合材料，包括以下重量份的各组分：
9.根据权利要求8所述的复合材料，所述增强材料包括玻纤(玻璃维)、碳纤(碳纤维)、聚酯纤维、天然纤维、芳香族聚酰胺纤维、尼龙纤维、玄武岩纤维、硼纤维、碳化硅纤维、石棉纤维、晶须、金属纤维的一种或多种；
10.根据权利要求9所述的复合材料的制备方法，包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种含有噁唑烷酮结构的聚氨酯聚合物，其特征在于，采用包含以下组分的反应制备而成：
2.根据权利要求1所述的聚氨酯聚合物，其特征在于，有机多元醇b1的加入量为10-80wt.％，以所述的异氰酸酯组分的重量为100wt.％计；
3.根据权利要求1所述的聚氨酯聚合物，其特征在于，所述异氰酸酯组分包含一种或多种有机异氰酸酯，异氰酸酯组分的官能度为2-5，异氰酸酯组分的nco含量为12-48％；
4.根据权利要求1所述的聚氨酯聚合物，其特征在于，所述的“环氧化合物组分(c)”是指在分子结构中含有环氧基团并且平均官能度大于等于2的化合物、聚合物、或它们的混合物；
5.根据权利要求1所述的聚氨酯聚合物，其特征在于，所述的“催化剂组分(d)”是指可以...
【专利技术属性】
技术研发人员：文振广，程栋梁，赵军，曹铖，
申请(专利权)人：万华化学北京有限公司，
类型：发明
国别省市：
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