一種酰胺基聚天門冬氨酸酯的制備方法及應用技術

本發明專利技術公開了一種酰胺基聚天門冬氨酸酯的制備方法及應用，制備方法為：（1）將馬來酸酐與脂肪族伯胺反應，然后再加入N,N

【技術實現步驟摘要】
一種酰胺基聚天門冬氨酸酯的制備方法及應用


[0001]本專利技術涉及高分子涂料
，尤其是涉及一種酰胺基聚天門冬氨酸酯的制備方法及應用。

技術介紹

[0002]聚天門冬氨酸酯聚脲(PAE聚脲)是一種低活性、慢反應、高性能的新型脂肪族聚脲。其有效地解決了傳統聚脲反應速度過快、附著力差、涂層成型復雜、性能降低、施工需要專門設備、操作困難等不足之處，被稱為第三代聚脲。在世界范圍內得到了越來越廣泛的應用。
[0003]現有的PAE聚脲涂料普遍存在固化速度過快、耐磨性和抗沖擊性差的問題，不利于涂料的施工和使用。聚天門冬氨酸酯實際上是一種位阻型脂肪族仲胺，它是由不飽和二元羧酸酯單體與脂肪族伯二胺單體經過Michael加成反應制得。選擇不同的不飽和二元羧酸酯單體和脂肪族伯二胺單體，可以得到一系列具有不同黏度、不同活性和當量的聚天門冬氨酸酯衍生物。聚天門冬氨酸酯分子結構中的氨基，處于空間冠狀位阻環境的包圍中，通過人為增加其分子中空間冠狀基團的位阻密度，可合成出凝膠時間從幾分鐘到幾小時不等的一系列新型聚脲材料。通過對聚天門冬氨酸酯分子結構的改進，獲得施工周期長、耐磨性和抗沖擊性高的PAE聚脲涂料，具有重要價值。

技術實現思路

[0004]本專利技術是為了克服現有技術的PAE聚脲涂料普遍存在固化速度過快、耐磨性和抗沖擊性差的問題，提供一種酰胺基聚天門冬氨酸酯的制備方法及應用，在聚天門冬氨酸酯分子鏈中引入酰胺基，將其應用于PAE聚脲涂料中時，可以延長涂料的操作時間；同時，酰胺基的引入可是涂料有較強的強度、附著力及耐磨、抗腐蝕性能。
[0005]為了實現上述目的，本專利技術采用以下技術方案：一種酰胺基聚天門冬氨酸酯的制備方法，包括如下步驟：(1)將馬來酸酐與脂肪族伯胺反應，然后再加入N,N
?
二甲基丙烯酰胺反應，得到馬來酸酰胺酯；(2)將所得的馬來酸酰胺酯與醇進行酯化反應；(3)將步驟(2)的酯化產物與脂肪族伯胺反應，得到所述酰胺基聚天門冬氨酸酯。
[0006]本專利技術先將馬來酸酐與脂肪族伯胺進行反應，獲得的馬來酸酰胺酯再與醇進行酯化反應，產物再與有機胺進行邁克爾加成反應獲得酰胺基聚天門冬氨酸酯，制備過程中通過馬來酸酐與胺反應，降低了成本，反應更簡單，由于羧基的吸電子能力生成的馬來酸酐衍生物難以自聚，不用添加阻聚劑引入雜質。得到的產物枝端或主鏈增加酰胺基團，由于酰胺基對乙烯基的作用，產品色澤更淺，有利于在涂料中的應用。
[0007]由于在高溫條件下步驟(1)中馬來酸酐與脂肪族伯胺反應后的產物中的乙烯基會和酰胺基反應，導致產物線性增大，因此本專利技術用N,N
?
二甲基丙烯酰胺對其進行封端保護，
提升了產物的粘結力，消除了酰胺基對雙鍵的影響使反應更易進行。
[0008]作為優選，步驟(1)的反應條件為：將脂肪族伯胺加熱至不超過40℃，加入馬來酸酐，控制溫度不超過50℃，反應0.5～2h；再滴加N,N
?
二甲基丙烯酰胺，常溫保溫1～2h。
[0009]作為優選，步驟(1)中所述的脂肪族伯胺為一元或多元伯胺，馬來酸酐與脂肪族伯胺中的氨基的摩爾比為1:1～1.2，N,N
?
二甲基丙烯酰胺與脂肪族伯胺中的氨基的摩爾比為1:1～1.2。
[0010]作為優選，所述的一元伯胺選自異丙胺、丁胺中的至少一種；所述的多元伯胺選自4,4
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二氨基二環己基甲烷、3,3
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二甲基
?
4,4
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二氨基二環己基甲烷、異佛爾酮二胺、1,6
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己二胺、2
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甲基
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1,5
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戊二胺、3
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甲基
?
1,5
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戊二胺、1
?
甲基
?
2,4
?
環己二胺、1,3
?
環己二甲胺、1,2
?
環己烷二胺、1,3
?
環己烷二胺、1,4
?
環己烷二胺、1,3
?
環戊二胺、鄰二胺甲基環戊烷、聚醚胺D230、聚醚胺T430、聚醚胺D400、季戊四胺中的至少一種。
[0011]本專利技術可使用一元伯胺或多元伯胺與馬來酸酐反應，得到不同的馬來酸酰胺酯，將馬來酸酰胺酯與醇進行酯化反應后，再與一元伯胺或多元伯胺反應，可得到不同分子結構及性能的酰胺基聚天門冬氨酸酯，其部分反應機理如下：步驟(1)：
。
[0012]步驟(2)：
[0013]步驟(3)：
[0014]作為優選，步驟(2)的反應條件為：在步驟(1)所得的馬來酸酰胺酯中加入醇和帶水劑，100～140℃下酯化反應2～5h，脫除帶水劑。
[0015]作為優選，步驟(2)中所述的醇為一元醇或多元醇，醇中的羥基與步驟(1)中的馬來酸酐的摩爾比為1:1～1.2；所述的一元醇選自乙醇、丙醇中的至少一種；所述的多元醇選自聚醚二元醇、聚碳酸酯二元醇、丙三醇、季戊四醇中的一種或多種。
[0016]作為優選，所述的帶水劑選自苯、甲苯、二甲苯、乙酸乙酯、石油醚中的一種或多種，帶水劑的添加量為反應物總質量的10～30％。
[0017]作為優選，步驟(3)的反應條件為：將脂肪族伯胺與抗氧劑和催化劑混合，并滴加步驟(2)中的酯化產物，60～80℃下反應24～35h，得到所述酰胺基聚天門冬氨酸酯。
[0018]作為優選，步驟(3)中，脂肪族伯胺中的氨基與步驟(1)中的馬來酸酐的摩爾比為1:1～1.2。
[0019]作為優選，所述的催化劑選自甲醇鈉、三乙胺、氨基鈉、四甲基氫氧化銨、對甲苯磺酸中的一種或多種，催化劑的添加量為反應物總質量的0.01～0.1％；抗氧劑的添加量為反應物總質量的0.01～0.05％。
[0020]作為更優選，所述的催化劑為四甲基氫氧化銨。本專利技術采用四甲基氫氧化銨為催化劑時其強堿性，催化活性更高轉化率較高并且不會引入金屬離子，PAE產品色度較優，可在短時間內獲得高伯胺轉化率的PAE產品，后期加溫除去催化劑，消除堿對凝膠時間影響，樹脂操作時間明顯延長。
[0021]本專利技術還提供了上述使用上述的方法制得的酰胺基聚天門冬氨酸酯在PAE聚脲涂料中的應用，所述的PAE聚脲涂料包括所述的酰胺基聚天門冬氨酸酯及異氰酸酯固化劑。
[0022]將本專利技術制得的酰胺基聚天門冬氨酸酯應用于PAE聚脲涂料中，引入的酰胺基延長了仲胺基的活化誘導期，增加了位阻胺與異氰酸酯固化劑的反應時間，使涂料有充足的使用操作時間；并且，酰胺基的引入可使涂層有較強的強度、附著力及耐磨、抗腐蝕性能。
[0023]因此，本專利技術具有如下有益效果：(1)通過馬來酸酐與胺反應，降低了成本，反應更簡單，由于羧基的吸電子能力生成的馬來酸酐衍生物難以自聚，不用添加阻聚劑引入雜質；(2)用N,N
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二甲基丙烯酰胺對馬來酸酰胺酯進行封端保護，提升了產物的粘結本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種酰胺基聚天門冬氨酸酯的制備方法，其特征是，包括如下步驟：（1）將馬來酸酐與脂肪族伯胺反應，然后再加入N,N
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二甲基丙烯酰胺反應，得到馬來酸酰胺酯；（2）將所得的馬來酸酰胺酯與醇進行酯化反應；（3）將步驟（2）的酯化產物與脂肪族伯胺反應，得到所述酰胺基聚天門冬氨酸酯。2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征是，步驟（1）的反應條件為：將脂肪族伯胺加熱至不超過40℃，加入馬來酸酐，控制溫度不超過50℃，反應0.5~2h；再滴加N,N
?
二甲基丙烯酰胺，常溫保溫1~2h。3.根據權利要求1或2所述的制備方法，其特征是，步驟（1）中所述的脂肪族伯胺為一元或多元伯胺，馬來酸酐與脂肪族伯胺中的氨基的摩爾比為1:1~1.2，N,N
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二甲基丙烯酰胺與脂肪族伯胺中的氨基的摩爾比為1:1~1.2；所述的一元伯胺選自異丙胺、丁胺中的至少一種；所述的多元伯胺選自4,4
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二氨基二環己基甲烷、3,3
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二甲基
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4,4
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二氨基二環己基甲烷、異佛爾酮二胺、1,6
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己二胺、2
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甲基
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1,5
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戊二胺、3
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甲基
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1,5
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戊二胺、1
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甲基
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2,4
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環己二胺、1,3
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環己二甲胺、1,2
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環己烷二胺...

【專利技術屬性】
技術研發人員：趙軍子，朱銀邦，徐群英，盧鵬飛，
申請(專利權)人：浙江艾特普科技有限公司，
類型：發明
國別省市：