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一种噁唑烷的制备方法
技术领域
本发明涉及一种噁唑烷的制备方法。
背景技术
噁唑烷，由于具有一系列优异的化学性能，所以被广泛地应用于灌浆材料、水性涂料、胶粘剂、密封膏体系中，作为活性稀释剂或潜固化剂。然而，噁唑烷目前在国内外一般都是由甲醛、异丁醛、丙酮等小分子醛酮和醇氨化合物经脱水环合而制成，所合成的噁唑烷加入由TDI合成的聚氨酯中所形成的共存体系的稳定性较低，且所合成的噁唑烷或其加入由TDI合成的聚氨酯中所形成的共存体系遇水分解后生成的小分子醛酮的气味具有很强的刺激性，特别是将所合成的噁唑烷在加入环氧树脂或聚氨酯中所形成的共存体系，尤其是加入由芳香族异氰酸酯合成的聚氨酯中所形成的共存体系，其共存性极差，极容易引起体系凝胶，不利于甚至根本无法组成单组分共存体系。
发明内容
本发明为了解决现有的噁唑烷存在的上述问题，提供了一种噁唑烷的制备方法。
本发明的技术方案如下：一种噁唑烷的制备方法，包括(1)原料选取：原料包括：带有苯环的的羰基类化合物，其结构式为：
其中，E代表苯基，苯甲基，苯氧基，苯烷氧基，烷氧基，以及醇胺类化合物，二者的摩尔比为1∶1-1∶2；(2)混合过程：将醇胺类化合物加入反应器中，然后，将上述带有苯环的羰基类化合物依上述摩尔当量比缓慢加入反应器中与醇胺类化合物形成混合液，在加入过程中，始终使反应器中的混合液的温度保持在30℃-45℃的范围内；(3)反应过程：在温度为50℃-80℃的条件下，使混合液进行反应，反应时间为：1-2小时；(4)抽滤过程：用真空抽滤装置将反应器中的液体中的水份抽去，然后，将反应器中的液体温度冷却至室温，即得到成品。
所得成品可具有如下结构式：
其中，E代表苯基，苯甲基，苯氧基，苯烷氧基，烷氧基；R代表烷基；Y具有下列描述的结构：
其中R₃和R₄代表氢原子、C_1-12烷基、C_6-10芳香基、C_1-12烷基代芳香基或芳香基代烷基；n＝1，2或3；
所得成品也可具有如下结构式：

其中，R2代表氢原子、羟甲基、芳香基、C_1-12烷基；E₁代表苯基，苯甲基，苯氧基，苯烷氧基，烷氧基，Y同上。
醇胺类化合物可以是二乙醇胺、N，N’-二羟乙基乙二胺、N-羟乙基乙二胺、2-氨基-1，3-丙二醇、2-氨基-2-甲基-1，3-丙二醇、2-氨基-2-乙基-1，3-丙二醇、2-氨基-2-羟甲基-1，3-丙二醇等。
当然，本领域的技术人员应当知道，由于本发明所述制备方法合成的噁唑烷是通过醇胺类化合物与带有苯环的羰基类物质相互取代制成的，而醇胺类化合物由于取代基的不同，会呈现不同的结构式，因此而得的本发明所述制备方法合成的噁唑烷也还会有其它的结构式，所以就不一一列举了。
本发明所述制备方法合成的噁唑烷为一浅色透明液体，下列图表能说明本发明的有益效果：  表一(温度：20℃)：

预聚体/噁唑烷-20 80/20 3832 3832 7676 凝胶预聚体/噁唑烷-17 85/15 3725 3725 3731 3842预聚体/噁唑烷-26 80/20 3216 3216 3218 3223
表一中，预聚体是由TDI和聚醚合成的聚氨酯，粘度为3510mP.s；噁唑烷-10是依据现有技术由甲醛和二乙醇胺合成的噁唑烷，其系统命名为：N-(2-羟乙基)噁唑烷；噁唑烷-11是依据现有技术由丁酮和二乙醇胺合成的噁唑烷，其系统命名为：2-甲基乙基-1-(2-羟乙基)噁唑烷；噁唑烷-17是依本发明所述制备方法由3-苯氧基苯甲醛和二乙醇胺合成的噁唑烷，其系统命名为：2-(3-苯氧基苯基)-1-(2-羟乙基)噁唑烷；噁唑烷-20是依据现有技术由甲醛和2-氨基-2-羟乙基-1，3-丙二醇合成的噁唑烷，其系统命名为：5-(2-羟乙基)-1-氮杂-3，7-二氧杂二环-(3，3，0)-辛烷；噁唑烷-26是依本发明所述制备方法由3-苯氧基苯甲醛和2-氨基-2-乙基-1，3-丙二醇合成的噁唑烷，其系统命名为：2，8-二(3-苯氧基苯基)-5-乙基-1-氮杂-3，7-二氧杂二环-(3，3，0)-辛烷；从表一中可以看出，依据现有技术所制得的噁唑烷加入聚氨酯中，所形成的共存体系的稳定性差，而将本发明所述制备方法合成的噁唑烷加入聚氨酯中，所形成的共存体系的稳定性大大地提高了。
下面，再用实验数据对本发明所述制备方法合成的噁唑烷对聚氨酯固化后的性能指标的影响，与依现有技术合成的噁唑烷对聚氨酯固化后的性能指标的影响做一比较。表二：

表二中，组成A(组分及含量)：预聚体50％，噁唑烷-10 25％，添料25％；组成B(组分及含量)：预聚体50％，噁唑烷-17 25％，添料25％；预聚体、噁唑烷-10、噁唑烷-17同上，添料包括TiO₂和CaCO₃，以1∶4的比例混合而成。
因此，同现有技术相比，通过本发明所述制备方法所合成的噁唑烷在应用时的各项性能大大提高了，特别需要指出的是，在上述带有苯环的羰基类物质的结构式中，当E为苯氧基或苯烷氧基或烷氧基时，遇水分解后没有任何有刺激性的气味放出。同时还扩大了噁唑烷的使用范围，可以和芳香族二异氰酸酯制备的聚氨酯在无水条件下，组成单组分体系。
具体实施方式
实施例1：一种噁唑烷的制备方法，包括(1)原料选取：原料包括：带有苯环的地羰基类化合物，其结构式为：
其中，E代表苯基，以及二乙醇胺，二者的摩尔比为1∶1；(2)混合过程：将二乙醇胺加入反应器中，然后，将上述带有苯环的羰基类化合物依上述摩尔当量比缓慢加入反应器中与二乙醇胺形成混合液，在加入过程中，始终使反应器中的混合液的温度保持在30℃-45℃的范围内；(3)反应过程：在温度为50℃的条件下，使混合液进行反应，反应时间为：1小时；(4)抽滤过程：用真空抽滤装置将反应器中反应完毕的液体中的水份抽去，然后，将反应器中的液体温度冷却至室温，即得到成品。
实施例2：一种噁唑烷的制备方法，包括(1)原料选取：原料包括：带有苯环的的羰基类化合物，其结构式为：
其中，E代表苯甲基，以及N，N’-二羟乙基乙二胺，二者的摩尔比为1∶2；(2)混合过程：将N，N’-二羟乙基乙二胺加入反应器中，然后，将上述带有苯环的羰基类化合物依上述摩尔当量比缓慢加入反应器中与N，N’-二羟乙基乙二胺形成混合液，在加入过程中，始终使反应器中的混合液的温度保持在30℃-45℃的范围内；(3)反应过程：在温度为80℃的条件下，使混合液进行反应，反应时间为：2小时；(4)抽滤过程：用真空抽滤装置将反应器中反应完毕的液体中的水份抽去，然后，将反应器中的液体温度冷却至室温，即得到成品。
实施例3：一种噁唑烷的制备方法，包括(1)原料选取：原料包括：带有苯环的的羰基类化合物，其结构式为：
其中，E代表苯氧基，以及2-氨基-2-羟甲基-1，3-丙二醇，二者的摩尔比为1∶2；(2)混合过程：将2-氨基-2-羟甲基-1，3-丙二醇加入反应器中，然后，将上述带有苯环的羰基类化合物依上述摩尔当量比缓慢加入反应器中与2-氨基-2-羟甲基-1，3-丙二醇形成混合液，在加入过程中，始终使反应器中的混合液的温度保持在30℃-45℃的范围内；(3)反应过程：在温度为65℃的条件下，使混合液进行反应，反应时间为：1.5小时；(4)抽滤过程：用真空抽滤装置将反应器中反应完毕的液体中的水份抽去，然后，将反应器中的液体温度冷却至室温，即得到成品。
实施例4：除醇胺类化合物为2-氨基-1，3-丙二醇、E代表苯烷氧基外，其余同实施例2。
实施例5：除醇胺类化合物为2-氨基-2-甲基-1，3-丙二醇、E代表烷氧基外，其余同实施例3。