[发明专利]一种聚丙烯酸天门冬氨酸酯树脂及其制备方法

说明书

本发明属于树脂制备技术领域，具体公开了一种聚丙烯酸天门冬氨酸酯树脂及其制备方法。本发明通过丁烯二酸二酯和带一个仲胺结构的多胺反应得到具有未反应仲胺基团的聚天门冬氨酸酯多胺，然后加入(甲基)丙烯酸缩水甘油酯与仲胺基团反应，得到具有丙烯酸酯结构的聚天门冬氨酸酯中间体，再与(甲基)丙烯酸酯单体共聚，得到聚丙烯酸天门冬氨酸酯树脂。该聚丙烯酸天门冬氨酸酯树酯具有丙烯酸树脂结构和天门冬氨酸酯官能团，分子结构中含有N个(N＞2)个天门冬氨酸酯官能团，和异氰酸酯复配后可以用于聚天门冬氨酸酯涂料领域。

技术领域

本发明涉及树脂制备技术领域，尤其涉及一种聚丙烯酸天门冬氨酸酯树脂及其制备方法。

背景技术

聚天门冬氨酸酯树脂(PAE)具有位阻仲胺型结构，体现出高固低黏特性，早期曾用于双组分高固含量PU体系作为活性稀释剂。由于大多数胺用于双组分涂料时，因伯胺的反应速度极快，以至于难以控制(如喷涂聚脲的快速固化)，一般都是需要专用设备或专业人员配套施工。PAE是由脂环伯二胺通过与马来酸二酯进行迈克尔加成反应，得到具有空间位阻型的脂环伯二胺，与多异氰酸酯固化反应的凝胶时间取决于脂环伯二胺的结构、马来酸二酯的酯结构和游离伯胺的含量，其凝胶时间可以在数分钟到数小时之间进行调节。PAE搭配脂肪族异氰酸酯固化剂，制备成的聚天门冬氨酸酯涂料具备优异的力学性能及耐老化性能，相比一般的羟基树脂和环氧树脂，具有更优异的干燥速度。

目前，市售的多为二官能度油溶性聚天门冬氨酸酯树脂产品，多官能度聚天门冬氨酸酯能够较好的提高天冬聚脲的交联密度，提高固化物的力学性能。受有机胺原材料的种类限制，目前市场上的多官能度的聚天门冬氨酸酯种类较少，也较少报道。中国发明专利CN 111454413 A采用多氨基多环己基甲烷为氨基与马来酸二酯进行迈克尔加成反应制得，但受多氨基多环己基甲烷原材料限制未见批量化产品流通市场或原材料太过昂贵。中国发明专利CN 109020859 A和CN 112521294 A通过带仲胺基结构的多胺和丁烯二酸二酯反应得到具有未反应仲胺基团的聚天门冬氨酸酯，再利用仲胺与带环氧基团的环氧氯丙烷叔胺化制得目标产物，说明天门冬氨酸酯中的仲胺基因空间位阻不会与丁烯二酸二酯参与反应。

因此，如何提供一种聚丙烯酸天门冬氨酸酯树脂及其制备方法，提高聚天门冬氨酸酯的官能度，降低聚天门冬氨酸酯的制备成本是本领域亟待解决的难题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种聚丙烯酸天门冬氨酸酯树脂及其制备方法，以解决现有方法制备的聚天门冬氨酸酯官能度低(官能度为2)以及多官能度聚天门冬氨酸酯制备成本高的问题。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种聚丙烯酸天门冬氨酸酯树脂的制备方法，包括以下步骤：

1)将丁烯二酸二酯与多胺进行加成反应，得到聚天门冬氨酸酯；

2)将丙烯酸类缩水甘油酯与聚天门冬氨酸酯进行叔胺化反应，得到聚天门冬氨酸酯中间体；

3)将聚天门冬氨酸酯中间体与丙烯酸酯类单体进行聚合反应，得到聚丙烯酸天门冬氨酸酯树脂。

优选的，所述步骤1)中多胺含有伯氨基，丁烯二酸二酯与多胺中的伯氨基的摩尔比为0.8～1.2：0.8～1.2；

所述加成反应的温度为60～80℃，加成反应的时间为5～12h；

所述加成反应在保护气氛下进行。

优选的，所述步骤1)中丁烯二酸二酯包括马来酸二酯和/或富马酸二酯；

所述步骤1)中的多胺含有一个仲胺基；所述多胺包括二乙烯三胺和/或羟乙基乙二胺。

优选的，所述步骤2)中丙烯酸类缩水甘油酯与聚天门冬氨酸酯的摩尔比为0.8～1.2：0.8～1.2；叔胺化反应的温度为70～90℃，叔胺化反应的时间为1～3h。