一种新型梳形温敏型水性聚氨酯的制备方法与流程

本发明涉及聚氨酯生产技术领域，具体为一种新型梳形温敏型水性聚氨酯的制备方法。

背景技术：

环境刺激响应型材料目前越来越引起人们的研究兴趣，其中温敏型材料尤为热门，而温敏型水性聚氨酯能将聚氨酯优异的机械性能和温敏物质的温度敏感性相结合，具有良好的水溶性、环境污染小、粘黏性好、较高的强度和耐磨性等优点，除此之外还具有智能的温度刺激响应性、形状记忆效应等特点，近年来在涂料、生物材料等方面得到广泛应用。

现阶段合成温敏型水性聚氨酯主要是通过引入nipam，一般有两种方法：一种是物理共混，将合成的水性聚氨酯与pnipam溶液直接混合；第二种方法是化学接枝，将双键封端的聚氨酯与nipam进行自由基加成反应。两者都是主要靠nipam起作用，避免不了其易水解产生有毒物质的缺点。上述两种制备方法在使用时合成步骤繁琐，反应的速度慢，而且生产成本高，不利于实际生产的进行，这是现有技术的不足之处。基于以上的原因，本发明提出一种新型梳形温敏型水性聚氨酯的制备方法来解决这些不足。

技术实现要素：

本发明解决的技术问题在于克服现有技术的合成繁琐和成本高的缺陷，提供一种新型梳形温敏型水性聚氨酯的制备方法。所述一种新型梳形温敏型水性聚氨酯的制备方法具有工艺简单和成本低等特点。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种新型梳形温敏型水性聚氨酯的制备方法,合成此温敏水性聚氨酯(twpu)，首先合成侧链带有双键的线性水性聚氨酯，然后将n-乙烯吡咯烷酮(nvp)通过自由基聚合的方法接枝到其侧链上从而合成线性温敏型水性聚氨酯。

优选的，称取0.00125mol(2.5g)的聚四氢呋喃二醇(ptmg2000)于250ml四口烧瓶中，在真空度为-0.095mpa、130℃下真空除水2h。

优选的，装冷凝回流装置、机械搅拌器和n2通入装置，加入0.00175mol(0.2342g)二羟甲基丙酸(dmpa)和0.0015mol(0.5318g)甘油单酯，再加入40ml丙酮和5mln-甲基吡咯烷酮(nmp)作溶剂，加热搅拌至温度达到75℃，加入0.005mol(1.1115g)异佛尔酮二异氰酸酯(ipdi)与0.3g催化剂二月桂酸二丁基锡(dbtdl)，在此温度下反应3h。

优选的，然后加入0.0015mol的1,4-丁二醇(bdo)，继续在75℃下扩链反应3h。

优选的，加入0.0015mol的nvp与0.04g偶氮二异丁腈(aibn)，于75℃反应4h。

优选的，移至常温下，加入三乙胺(与dmpa等摩尔量)与20ml去离子水，充分搅拌2h。

优选的，然后在真空度为-0.095mpa、常温下旋蒸除去丙酮，即可得到梳形的温敏型水性聚氨酯。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明用n-乙烯吡咯烷酮(nvp)来制备温敏水性聚氨酯，而且合成方法与现有技术的温敏单体引入方法有很大不同，选用侧链含有双键的甘油单酯作为二元醇原料，在合成聚氨酯过程中将nvp接枝于侧链之上，合成了具有温敏性的梳形水性聚氨酯，本发明直接通过植物油基二元醇原料侧链中的双键引入，减少丙烯酸羟乙酯等化工原料的使用，既减少了原料的使用，简化了工业，降低了成本，同时也更环保，同时得到了高分子量梳形结构的产物。

附图说明

图1为本发明twpu的合成路线图；

图2为本发明twpu的红外光谱；

图3为本发明twpu的粒径随温度变化曲线；

图4为本发明twpu的粒径随温度的变化率表。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-4，本发明提供一种技术方案：首先合成侧链带有双键的线性水性聚氨酯，然后将n-乙烯吡咯烷酮(nvp)通过自由基聚合的方法接枝到其侧链上从而合成线性温敏型水性聚氨酯，称取0.00125mol(2.5g)的聚四氢呋喃二醇(ptmg2000)于250ml四口烧瓶中，在真空度为-0.095mpa、130℃下真空除水2h，装冷凝回流装置、机械搅拌器和n2通入装置，加入0.00175mol(0.2342g)二羟甲基丙酸(dmpa)和0.0015mol(0.5318g)甘油单酯，再加入40ml丙酮和5mln-甲基吡咯烷酮(nmp)作溶剂，加热搅拌至温度达到75℃，加入0.005mol(1.1115g)异佛尔酮二异氰酸酯(ipdi)与0.3g催化剂二月桂酸二丁基锡(dbtdl)，在此温度下反应3h，然后加入0.0015mol的1,4-丁二醇(bdo)，继续在75℃下扩链反应3h，加入0.0015mol的nvp与0.04g偶氮二异丁腈(aibn)，于75℃反应4h，移至常温下，加入三乙胺(与dmpa等摩尔量)与20ml去离子水，充分搅拌2h，然后在真空度为-0.095mpa、常温下旋蒸除去丙酮，即可得到梳形的温敏型水性聚氨酯。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。