全  站关键词

非异氰酸酯聚氨酯(non-isocyanatepolyurethane，简称NIPU)在制备过程中不使用高毒性和湿敏性的物质多异氰酸酯，除具有与传统聚氨酯相同的性能外，还不会产生气泡避免使材料形成结构缺陷，耐化学性、耐水解性以及抗渗透性均比较优异[1-2]。环氧树脂(EP)是一类重要的热固性树脂，具有高模量、高强度和热稳定性好等优点，但因环氧树脂属于交联度很高的热固性材料，呈三维网状结构，内应力极大，固化后脆性较大、韧性不足、耐冲击性差且容易开裂，在一些应用中受到很大限制[3-5]。

将环碳酸酯与多元胺类反应，制备端氨基非异氰酸酯聚氨酯(NIPU)预聚体，再与环氧树脂反应形成互穿聚合物网络的杂化非异氰酸酯聚氨酯(HNIPU)，它是一种新型材料，在相对刚性的环氧树脂中引入相对柔性的氨基甲酸酯链段，既赋予材料NIPU的韧性，也赋予材料环氧树脂的机械性能和耐热性能，而且还符合绿色化学合成的环保要求[6]。

本文通过甲氧基聚丙二醇环碳酸酯与二乙烯三胺反应制备线型非异氰酸酯聚氨酯预聚体，再与环氧树脂作用形成互穿聚合物网络的杂化的非异氰酸酯聚氨酯-环氧树脂涂膜，并对其进行了性能测定。

1实验部分

1·1主要原材料

甲醇、环氧丙烷、环氧氯丙烷、KOH、NaOH、二乙烯三胺，均为CP。

1·2制备方法

1·2·1非异氰酸酯聚氨酯预聚体的制备在高压釜中，加入甲醇和氢氧化钾催化剂，在2MPa，110℃左右缓慢滴加环氧丙烷，控制n(环氧基)/n(OH)=5~6，反应1~2h，得到甲氧基聚丙二醇。

将制得的甲氧基聚丙二醇和氢氧化钾催化剂加入到装有搅拌器、温度计和氮气入口的四口烧瓶中，将温度控制在40~60℃慢慢滴加环氧氯丙烷，控制n(环氧基)/n(—OH)>1，滴加完毕后在室温保持1~2h，然后再滴加质量分数为50%的氢氧化钠水溶液，温度要控制在40~60℃，滴加完毕，水洗，得甲氧基聚丙二醇环氧化物。

将甲氧基聚丙二醇环氧化物和自制的聚丙二醇负载催化剂加入到高压釜中，通入CO2，控制压力在3·8~5·2MPa，温度190~210℃的条件下，反应6~9h，过滤催化剂后，制得甲氧基聚丙二醇环碳酸酯(相对分子质量约为460)。

在四口烧瓶中加入二乙烯三胺后滴加甲氧基聚丙二醇环碳酸酯，n(环碳酸酯)/n(胺)≈1，甲氧基聚丙二醇环碳酸酯滴加完毕后保持温度在70~100℃，反应7~8h，制得非异氰酸酯聚氨酯预聚体。实验中反应在不同温度下进行，分别得到NIPU1(80℃反应)和NIPU2(100℃反应)样品。

1·2·2非异氰酸酯聚氨酯-环氧树脂涂膜的制备将环氧树脂E-20用混合稀释剂调制成固体质量分数为50%的清漆，按n(—NH2)/n(环氧基)≈1加入非异氰酸酯聚氨酯预聚体作为固化剂，在打磨脱脂后的马口铁板上喷涂，喷涂厚度50~60μm，自干7d后进行性能检测。

1·3测试方法

FTIR用SpectrumOne傅立叶变换红外光谱仪(PerkinElmerInstruments)测定，采用KBr研片涂膜法。扫描电镜图用S-3400N(Ⅱ)型扫描电子显微镜(日本株式会社Hitachi高新技术公司)测定。黏度用NDJ-1型旋转黏度计(上海天平仪器厂)测定。涂层性能按国家标准GB1728—79、GB/T6739—1996、GB/T1731—93、GB/T1732—93、GB1720—79、GB/T1733—93、GB/T1734—93等方法测定，中间体环氧值采用盐酸-丙酮法测定。

2结果与讨论