阅读说明：本技术 聚脲化合物及其制备方法 (Polyurea compound and process for producing the same ) 是由 刘薇薇 周贤 赵颖 孔凡桃 柳昀 方娟娟 王杰 于 2019-11-13 设计创作，主要内容包括：本发明涉及聚脲化合物及其制备方法,由a.尿素与b.二元胺或多元胺经过胺交换反应制备得到,本发明通过胺类与尿素发生的胺交换反应,制备出分子量与结构可控、低游离胺的新型材料,可在环氧产品中与普通胺类搭配使用或者单独使用。化合物中的聚脲结构能够充分提高环氧体系中的极性,从而提高产品的附着力和强度,同时聚脲基团的稳定性有利于产品的耐水、耐化学品、耐热、耐寒和耐光等性能。(The invention relates to a polyurea compound and a preparation method thereof, wherein the polyurea compound is prepared from a.urea and b.diamine or polyamine through amine exchange reaction. The polyurea structure in the compound can fully improve the polarity in an epoxy system, so that the adhesive force and the strength of the product are improved, and meanwhile, the stability of the polyurea group is favorable for the water resistance, chemical resistance, heat resistance, cold resistance, light resistance and other properties of the product.)

聚脲化合物及其制备方法

技术领域

本发明涉及聚脲化合物及其制备方法。

背景技术

胺类是环氧树脂材料的重要原材料之一，涉及到涂料、胶粘剂、复合材料等诸多行业和领域。行业中日常使用的小分子胺类由于存在沸点低、气味大、易受潮等问题，在应用当中存在诸多不便，而常规的改性胺类，如聚脲、酚醛胺和环氧加成胺，在分子量和分子结构控制以及纯度方面很难进行精准的把控，进而对环氧产品的性能造成不良影响。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新的聚脲化合物及其制备方法。

聚脲化合物由a.尿素与b.二元胺或多元胺经过胺交换反应制备得到，

所述的尿素：二元胺或多元胺的摩尔比为3:1～1.01:1，

所述的二元胺为式I结构化合物，

其中，式I中的R为C2～C40的任意一种烷烃、烯烃和苯系物质的结构，

所述的多远胺的结构选自式II～式：

式II中的R为C2～C40的任意一种烷烃、烯烃和苯系物质的结构，

式III中的R为C2～C40的任意一种烷烃、烯烃和苯系物质的结构，

式IV中的x＝1～20，

式V中的x+y+z＝1～40，

式VI中R为C2～C15的任意一种烷烃、烯烃和苯系物质的结构，x+y+z＝1～40。

进一步的，所述的胺交换反应步骤包括：将a.尿素与b.二元胺或多元胺投入到反应釜中，在氮气的保护下加热至原料熔融进行胺交换反应，反应时间为0.5～48h，反应过程中体系胺值不断降低，取样检测直至实测胺值接近或等于理论值，降温出料。

本发明还涉及一种双组份涂料，其中含有上述的聚脲化合物。

本发明通过胺类与尿素发生的胺交换反应，制备出分子量与结构可控、低游离胺的新型材料，可在环氧产品中与普通胺类搭配使用或者单独使用。化合物中的聚脲结构能够充分提高环氧体系中的极性，从而提高产品的附着力和强度，同时聚脲基团的稳定性有利于产品的耐水、耐化学品、耐热、耐寒和耐光等性能。

具体实施方式

以下，结合实施例对于本发明作进一步说明，实施例仅用于解释说明而不用于限定本发明的保护范围。

本发明的反应原理与步骤如下。

尿素结构为碳酰二胺，其酰胺基团能够与伯胺或仲胺在适当的条件下发生胺交换反应，生成新的碳酰胺与氨气。

当使用尿素与二元胺反应时，尿素的两个碳酰胺可以同时反应，生成以下结构，诸如：

调整尿素与二元胺的比例，可以得到不同分子量的二元线性聚脲化合物，诸如：

当使用二元以上的多元胺时，反应产物为枝状或立体结构，诸如：

本发明的制备工艺主要为将a.尿素与b.二元胺或多元胺投入到反应釜中，在氮气的保护下加热至原料熔融进行胺交换反应，反应时间为0.5～48h，反应过程中体系胺值不断降低，取样检测直至实测胺值接近或等于理论值，降温出料。

实施例1，制备聚脲化合物1：

在反应釜中，按照下列配比投料：

原料	用量(kg)
		己二胺	232
二乙烯三胺	103.2
		D400(聚醚胺)	862.5
尿素	240.1

投料后，通入氮气，加热至120℃，控制冷凝回流，使原料胺不会被氮气吹出。在加热搅拌下持续反应，至胺值降至140mgKOH以下，加入丙二醇甲醚300kg以及二丙酮醇350kg对产物进行稀释，降温后出料。

将所得聚脲化合物1按照下列配方配置集装箱用水性漆内面漆：

A组份

B组份

聚脲化合物1	273.91
		丙二醇丁醚	27.08
防锈剂	3.32
		ANCAMINE K54	2.21

将AB组份按照上述总质量混合后，使用无气喷涂，湿膜厚度为20～35μm，晾干后，70℃固化20min。

固化后涂料，放置24h进行测试，附着力1级，耐冲击>50cm/kg，湿热测试240h无气泡无锈蚀，盐雾480h腐蚀宽度<2mm。各项性能远超常规水性环氧内面漆。

实施例2，制备聚脲化合物2：

在反应釜中，按照下列配比投料：

原料	用量(kg)
		DDM	396.1
T403(聚醚胺)	452.2
		己二胺	232
尿素	240.1

投料后，通入氮气，加热至140℃，控制冷凝回流，使原料胺不会被氮气吹出。在加热搅拌下持续反应，至胺值降至150mgKOH以下，加入乙二醇丙醚270kg以及二甲苯330kg对产物进行稀释，降温后出料。

将所得聚脲化合物2按照下列配方配置集装箱用高固环氧涂料：

A组份

B组份

原料	用量(kg)
		聚脲化合物2	33.5
助剂	6
		其他	44

将A组分和B组份按照上述总质量混合后，使用无气喷涂，湿膜厚度为30～50μm，室温固化。

固化3天后进行性能测试，附着力1级，正反耐冲击>40cm/kg，湿热测试360h无气泡无锈蚀，盐雾1000h腐蚀宽度<2mm。各项性能远超常规高固环氧涂料。