TW201927857A - 聚氨酯脲組成物與其製備方法 - Google Patents

聚氨酯脲組成物與其製備方法 Download PDF

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Abstract

本發明提供一種聚氨酯脲組成物與其製備方法，所述製備方法包括：將脲與胺基化合物混合反應，以獲得聚脲寡聚體；以及將所述聚脲寡聚體與環碳酸酯化合物混合反應，以獲得由式I表示的重複單元的聚氨酯脲組成物： ，其中 U1 為，其中a為1~10000的整數 每一U2 獨立地為或， 每一R1 獨立地為C1~C20烷基、C3~C20環烷基、C8~C20烷芳基、重量平均分子量為100~10000 g/mol的聚醚基團或其組合，且 每一R2 獨立地為脂肪族基團、脂環族基團、經烷基取代或未經取代的芳香族基團、寡聚醚基團、寡聚酯基團或其組合。

Description

聚氨酯脲組成物與其製備方法
本發明是有關於一種聚氨酯脲組成物與其製備方法。
聚氨酯（Polyurethane；PU）材料目前已廣泛應用於各個國民經濟的眾多領域中，然而，其本身的機械性能仍不足以應用於例如防潮、防蝕等建築領域。對此，由於聚氨酯脲（Polyurethane Urea；PUU）材料相較於聚氨酯材料具有更多的氫鍵，因此聚氨酯脲材料通常用於取代聚氨酯材料應用於建築領域中。
然而，製造聚氨酯脲（Polyurethane Urea；PUU）材料通常需使用異氰酸酯（Isocyanate）作為原料，異氰酸酯由於具有高毒性及高揮發性而因此易於在製造聚氨酯脲的過程中對人體造成危害。因此，發展一種不使用異氰酸酯來製造聚氨酯脲的製程為當前重要的目標。
本發明的聚氨酯脲組成物的製備方法包括以下步驟。將脲與胺基化合物混合反應，以獲得聚脲寡聚體，其中脲與胺基化合物的莫耳比為1：1~1：10000；以及將聚脲寡聚體與環碳酸酯化合物混合反應，以獲得具有由式I表示的重複單元的聚氨酯脲組成物，其中聚脲寡聚體與環碳酸酯化合物的莫耳比為1：10至10：1： [式I]，其中 U1 為，其中a為1~10000的整數， 每一U2 獨立地為或， 每一R1 獨立地為C1~C20烷基、C3~C20環烷基、C8~C20烷芳基、重量平均分子量為100~10000 g/mol的聚醚基團或其組合，且 每一R2 獨立地為脂肪族基團、脂環族基團、經烷基取代或未經取代的芳香族基團、寡聚醚基團、寡聚酯基團或其組合。
本發明的聚氨酯脲組成物例如是由式I表示的重複單元： [式I]，其中 U1 為，其中a為1~10000的整數， 每一U2 獨立地為或， 每一R1 獨立地為C1~C20烷基、C3~C20環烷基、C8~C20烷芳基、重量平均分子量為100~10000 g/mol的聚醚基團或其組合，且 每一R2 獨立地為脂肪族基團、脂環族基團、經烷基取代或未經取代的芳香族基團、寡聚醚基團、寡聚酯基團或其組合。
為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
圖1為本發明的一實施例的聚氨酯脲組成物的製備方法。
請參照圖1，本發明聚氨酯脲組成物的製備方法包括步驟S100、S110。在步驟S100中，將脲與胺基化合物混合反應，以獲得聚脲寡聚體。在上述的混合步驟中，用於反應的胺基化合物例如是具有端胺基（amine-terminated）的胺基化合物。在一實施例中，用於反應的胺基化合物包括聚醚胺、烷基胺、環烷基胺、烷芳基胺或其組合。上述胺基化合物的具體例，不限於但可列舉有乙二胺（ethylene diamine）、二乙烯三胺（diethylene triamine）、三乙烯四胺（triethylene tetramine）、四乙烯五胺（Tetraethylenepentamine）、五乙烯六胺（Pentaethylenehexamine）、1,2-丙二胺（1,2-propylene diamine）、1,3-丙二胺（1,3-propylene diamine）、1,4-丁二胺（1,4-butanediamine）、1,5-戊二胺（1,5-pentanediamine）、1,3-戊二胺（1,3-pentanediamine）、1,6-已烷二胺（1,6-hexanediamine）、3,3,5-三甲基-1,6-已烷二胺（3,3,5-trimethyl-1,6-hexanediamine）、3,5,5-三甲基-1,6-已烷二胺（3,5,5-trimethyl-1,6-hexanediamine）、2-甲基-1,5-戊二胺（2-methyl-1,5-pentanediamine）、3,3'-二氨基二丙基胺（bis-(3-aminopropyl)amine）、N,N-二(3-氨丙基)乙基乙胺（N,N'-bis-(3-amino-propyl)-1,2-ethanediamine）、1,2-二氨基环己烷（1,2-diamino-cyclohexane）、1,3-二氨基环己烷（1,3-diaminocyclohexane）、1,4-二氨基环己烷（1,4-diaminocyclohexane）、1,3-苯二甲胺（meta-xylylene diamine）、1,4-苯二甲胺（para-xylylene diamine）、異佛爾酮二胺（isophorone diamine）、3,3'-二甲基-4,4-二氨基二环己基甲烷（3,3'-dimethyl-4,4'-diaminodicyclohexyl methane）、4,4'-二氨基二环己基甲烷（4,4'-diaminodicyclohexyl methane）以及聚醚二胺（poly(alkylene oxide) diamines）。聚醚二胺例如為由亨斯邁性能產品公司製造的產品Jeffamine® D-230、Jeffamine D-400、Jeffamine D-2000、Jeffamine D-4000、Jeffamine EDR-148、Jeffamine EDR-192、Jeffamine ED-600、Jeffamine ED-900、Jeffamine ED-2001或其組合。
此外，脲與胺基化合物的添加莫耳比例例如是1：1~1：10000，較佳為1：2~1：100。在一實施例中，在脲與胺基化合物反應的製程中，反應溫度為100oC ~160o C。在一實施例中，在脲與胺基化合物反應的製程中，反應時間為4小時~48小時。若反應溫度大於160oC 且反應時間超過48小時，聚脲寡聚體產物易黃化，且有合環副產物產生，溫度太低與反應時間過短則反應轉化率不佳。若當反應溫度與反應時間各自處於上述範圍時，可獲得較佳轉化率及較低色度的產物。形成的聚脲寡聚體例如是由以下式1表示的化合物： [式1]， 其中U1 為，且a為1~10000的整數，每一R1 獨立地為C1~C20烷基、C3~C20環烷基、C8~C20烷芳基、重量平均分子量為100~10000 g/mol的聚醚基團或其組合。
由式1表示的聚脲寡聚體由於具有較多的氫鍵供體（hydrogen donor），因此可使後續形成的聚氨酯脲組成物具有較多的氫鍵，而提升所形成的聚氨酯脲組成物的機械性質。
在步驟S110中，將聚脲寡聚體與環碳酸酯化合物混合反應，以獲得聚氨酯脲組成物。用於反應的環碳酸酯化合物例如是由以下式2表示的化合物： [式2]， 其中b為1~6，且每一R2 獨立地為脂肪族基團、脂環族基團、經烷基取代或未經取代的芳香族基團、寡聚醚基團、寡聚酯基團或其組合。
用於反應的聚脲寡聚體與環碳酸酯化合物的添加莫耳比例例如是1：10~10：1，較佳為1：1~5：1。當聚脲寡聚體與環碳酸酯化合物的添加莫耳比例處於上述範圍時，可獲得較佳轉化率及固化效果。在一實施例中，在聚脲寡聚體與環碳酸酯化合物反應的製程中，反應溫度為0o C ~160o C。在一實施例中，在聚脲寡聚體與環碳酸酯化合物反應的製程中，反應時間為4~48小時。若反應溫度大於160oC ，產物易黃化，溫度太低與反應時間過短則轉化率及固化不佳。若當反應溫度與反應時間各自處於上述範圍時，可獲得較佳轉化率及較低色度產物。
由於在本發明中使用環碳酸酯化合物取代習知常用的異氰酸酯以與聚脲寡聚體反應，因此可避免在聚氨酯脲組成物的製造過程中因具有高毒性的異氰酸酯揮發而危害到人體。
在本實施例中形成的聚氨酯脲組成物例如是具有由以下式I表示的重複單元： [式I]，其中 U1 為，其中a為1~10000的整數， 每一U2 獨立地為或， 每一R1 獨立地為C1~C20烷基、C3~C20環烷基、C8~C20烷芳基、重量平均分子量為100~10000 g/mol的聚醚基團或其組合，且每一R2 獨立地為脂肪族基團、脂環族基團、經烷基取代或未經取代的芳香族基團、寡聚醚基團、寡聚酯基團或其組合。
本實施例的聚氨酯脲組成物使用具有多個氫鍵供體的聚脲寡聚體與環碳酸酯化合物進行反應而得，因此所形成的聚氨酯脲組成物中具有許多個氫鍵而因此其分子結構穩定，而使得其具有良好的例如抗拉伸強度、延伸率及抗撕裂強度等機械性質。
圖2為本發明的另一實施例的聚氨酯脲組成物的製備方法。
請參照圖2，本發明聚氨酯脲組成物的製備方法包括步驟S200、S210。由於步驟S200與上述的步驟S100相同，因此不再贅述。在步驟S210中，將聚脲寡聚體、環碳酸酯化合物與環氧化合物混合反應，以獲得聚氨酯脲組成物。用於反應的環氧化合物例如是由以下式3表示的化合物： [式3]， 其中c為1~6，且每一R3 獨立地為脂肪族基團、脂環族基團、經烷基取代或未經取代的芳香族基團、寡聚醚基團、寡聚酯基團或其組合。
上述環氧化合物的具體例，不限於但可列舉有環氧化合物為聚(丙二醇)二縮水甘油醚（Poly(propylene glycol) diglycidyl ether；PPGDG）、1,4-丁二醇二縮水甘油醚（1,4-butanediol diglycidyl ether；BDGE）、1,6-已二醇二縮水甘油醚（1,6-hexanediol diglycidyl ether；HDGE）、新戊二醇二縮水甘油醚（neopentyl glycol diglycidyl ether；NGDGE）、1,4-環已烷二甲醇二縮水甘油醚（1,4-cyclohexanedimethanol diglycidyl ether；CDGE）、間苯二酚二縮水甘油醚（resorcinol diglycidyl ether；RDGE）、三羥甲基丙烷三縮水甘油酯（Trimethylolpropane triglycidyl ether；TMTGE）、雙酚A二縮水甘油醚（diglycidyl ether of bisphenol-A；DGEBA）、雙酚F二縮水甘油醚（diglycidyl ether of bisphenol-F；DGEBF）或其組合。
用於反應的環氧化合物與環碳酸酯化合物的添加莫耳比例例如是10：1~1：1，較佳為5：1~1：1。當環氧化合物與環碳酸酯化合物的添加莫耳比例處於上述範圍時，聚氨酯脲組成物可具有較佳的抗拉伸性能，且聚氨酯脲組成物的抗撕裂強度也會提升。
由於在本實施例中使用環氧化合物可提升聚氨酯脲組成物的抗拉伸強度及抗撕裂強度，環氧化合物對聚氨酯脲具有交聯成形的功能且可加速塗層的表乾時間。
在本實施例中形成的聚氨酯脲組成物例如是具有由式I、式II及式III表示的重複單元中的至少一者： [式II][式III]，其中 U1 為，其中a為1~10000的整數， 每一U2 獨立地為或， E為， 每一R1 獨立地為C1~C20烷基、C3~C20環烷基、C8~C20烷芳基、重量平均分子量為100~10000 g/mol的聚醚基團或其組合，且每一R2 及R3 分別獨立地為脂肪族基團、脂環族基團、經烷基取代或未經取代的芳香族基團、寡聚醚基團、寡聚酯基團或其組合。
本實施例的聚氨酯脲組成物除了使用具有多個氫鍵供體的聚脲寡聚體與環碳酸酯化合物進行反應而具有良好的機械性質外，藉由環氧化合物的添加且調整其比例可得到具有不同機械性質的聚氨酯脲組成物，因此可提升聚氨酯脲組成物的商業應用性。
以下將藉由數個實施例對本發明作進一步說明，但該等實施例僅為例示說明之用，而非用以限制本發明之範圍。聚脲寡聚體的合成 合成例 1 ： 聚脲寡聚體 (a-1) 的合成
聚脲寡聚體(a-1)是以脲與聚醚胺（由亨斯邁性能產品公司製造的產品JEFFAMINE® EDR-148）反應而得，其合成步驟如下：將60克的脲與296克的聚醚胺置於三頸圓底瓶中，通入氮氣並在140°C的溫度下加熱反應12小時，可獲得到白色膠狀產物，以核磁共振氫譜儀（1 H NMR）對產物進行分析，反應轉化率＞99%。合成例 2 ： 聚脲寡聚體 (a-2) 的合成
聚脲寡聚體(a-2)是以脲與聚醚胺（由亨斯邁性能產品公司製造的產品JEFFAMINE® EDR-148）反應而得，其合成步驟如下：將60克的脲與652克的聚醚胺置於三頸圓底瓶中，通入氮氣並在140°C的溫度下加熱反應12小時，可獲得到澄清液體產物，以核磁共振氫譜儀（1 H NMR）對產物進行分析，反應轉化率＞99%。合成例 3 ： 聚脲寡聚體 (a-3) 的合成
聚脲寡聚體(a-3)是以脲與聚醚胺（由亨斯邁性能產品公司製造的產品JEFFAMINE® EDR-148）反應而得，其合成步驟如下：將60克的脲與451克的聚醚胺置於三頸圓底瓶中，通入氮氣並在140°C的溫度下加熱反應12小時，可獲得澄清液體產物，以核磁共振氫譜儀（1 H NMR）對產物進行分析，反應轉化率＞99%。合成例 4 ： 聚脲寡聚體 (a-4) 的合成
聚脲寡聚體(a-4)是以脲與聚醚胺（由亨斯邁性能產品公司（Huntsman Performance Products）製造的產品JEFFAMINE® D-230）反應而得，其合成步驟如下：將60克的脲與460克的聚醚胺置於三頸圓底瓶中，通入氮氣並在140°C的溫度下油浴 加熱反應12小時，可獲得澄清液體產物，以核磁共振氫譜儀（1 H NMR）對產物進行分析，反應轉化率＞99%。合成例 5 ： 聚脲寡聚體 (a-5) 的合成
聚脲寡聚體(a-5)是以脲與聚醚胺（由亨斯邁性能產品公司製造的產品JEFFAMINE® D-230）反應而得，其合成步驟如下：將40克的脲與653克的聚醚胺置於三頸圓底瓶中，通入氮氣並在140°C的溫度下加熱反應12小時，可獲得到澄清液體產物，以核磁共振氫譜儀（1 H NMR）對產物進行分析，反應轉化率＞99%。合成例 6 ： 聚脲寡聚體 (a-6) 的合成
聚脲寡聚體(a-6)是以脲與聚醚胺（由亨斯邁性能產品公司製造的產品JEFFAMINE® D-230）反應而得，其合成步驟如下：將40克的脲與455克的聚醚胺置於三頸圓底瓶中，通入氮氣並在140°C的溫度下加熱24小時，可獲得澄清液體產物，以核磁共振氫譜儀（1 H NMR）對產物進行分析，反應轉化率＞99%。合成例 7 ： 聚脲寡聚體 (a-7) 的合成
聚脲寡聚體(a-7)是以脲與聚醚胺（由亨斯邁性能產品公司製造的產品JEFFAMINE® D-230）反應而得，其合成步驟如下：將60克的脲與256克的聚醚胺置於三頸圓底瓶中，通入氮氣並在140°C的溫度下加熱12小時，可獲得澄清液體產物，以核磁共振氫譜儀（1 H NMR）對產物進行分析，反應轉化率為99%。聚氨酯脲組成物的製備 實施例 1 ： 聚氨酯脲組成物 (b-1) 的製備
聚氨酯脲組成物(b-1)的製備步驟如下：將29克的環碳酸酯（BDCE）與34克的雙酚A型環氧樹脂（由亨斯邁性能產品公司製造的產品Quatrex® 1010）混合均勻，再加入53.4克的由合成例1製備的聚脲寡聚體(a-1)攪拌均勻，抽真空除去氣泡，並倒入拉伸模框與撕裂強度模框使其硬化成型，將其置於室溫下7天後測試其的機械性質，結果如表1所示。實施例 2 ： 聚氨酯脲組成物 (b-2) 的製備
聚氨酯脲組成物(b-2)的製備步驟如下：將29克的環碳酸酯（BDCE）與34克的雙酚A型環氧樹脂（由亨斯邁性能產品公司製造的產品Quatrex® 1010）混合均勻，再加入31.4克的由合成例2製備的聚脲寡聚體(a-2)攪拌均勻，抽真空除去氣泡，並倒入拉伸模框與撕裂強度模框使其硬化成型，將其置於室溫下7天後測試其的機械性質，結果如表1所示。實施例 3 ： 聚氨酯脲組成物 (b-3) 的製備
聚氨酯脲組成物(b-3)的製備步驟如下：將29克的環碳酸酯（BDCE）與34克的雙酚A型環氧樹脂（由亨斯邁性能產品公司製造的產品Quatrex® 1010）混合均勻後再加入37.6克的由合成例3製備的聚脲寡聚體(a-3)攪拌均勻，抽真空以除去氣泡，並倒入拉伸模框與撕裂強度模框使其硬化成型，將其置於室溫下7天後測試其的機械性質，結果如表1所示。實施例 4 ： 聚氨酯脲組成物 (b-4) 的製備
聚氨酯脲組成物(b-4)的製備步驟如下：將17.4克的環碳酸酯（BDCE）與47.6克的雙酚A型環氧樹脂（由亨斯邁性能產品公司製造的產品Quatrex® 1010）混合均勻，再加入27.2克的由合成例2製備的聚脲寡聚體(a-2)攪拌均勻，抽真空以除去氣泡，並倒入拉伸模框與撕裂強度模框使其硬化成型，將其置於室溫下7天後測試其的機械性質，結果如表1所示。實施例 5 ： 聚氨酯脲組成物 (b-5) 的製備
聚氨酯脲組成物(b-5)的製備步驟如下：將17.4克的環碳酸酯（BDCE）與47.6克的雙酚A型環氧樹脂（由亨斯邁性能產品公司製造的產品Quatrex® 1010）混合均勻，再加入32.6克的由合成例3製備的聚脲寡聚體(a-3)並攪拌均勻，抽真空除去氣泡，並倒入拉伸模框與撕裂強度模框使其硬化成型，將其置於室溫下7天後測試其的機械性質，結果如表1所示。實施例 6 ： 聚氨酯脲組成物 (b-6) 的製備
聚氨酯脲組成物(b-6)的製備步驟如下：將17.4克的環碳酸酯（BDCE）與47.6克的雙酚A型環氧樹脂（由亨斯邁性能產品公司製造的產品Quatrex® 1010）混合均勻，再加入63.2克的由合成例4製備的聚脲寡聚體(a-4)並攪拌均勻，抽真空除去氣泡，並倒入拉伸模框與撕裂強度模框使其硬化成型，將其置於室溫下7天後測試其的機械性質，結果如表1所示。實施例 7 ： 聚氨酯脲組成物 (b-7) 的製備
聚氨酯脲組成物(b-7)的製備步驟如下：將17.4克的環碳酸酯（BDCE）與47.6克的雙酚A型環氧樹脂（由亨斯邁性能產品公司製造的產品Quatrex® 1010）混合均勻，再加入40.6克的由合成例5製備的聚脲寡聚體(a-5)並攪拌均勻，抽真空除去氣泡，並倒入拉伸模框與撕裂強度模框使其硬化成型，將其置於室溫下7天後測試其的機械性質，結果如表1所示。實施例 8 ： 聚氨酯脲組成物 (b-8) 的製備
聚氨酯脲組成物(b-8)的製備步驟如下：將17.4克的環碳酸酯（BDCE）與47.6克的雙酚A型環氧樹脂（由亨斯邁性能產品公司製造的產品Quatrex® 1010）混合均勻，再加入47.4克的由合成例6製備的聚脲寡聚體(a-6)並攪拌均勻，抽真空除去氣泡，並倒入拉伸模框與撕裂強度模框使其硬化成型，將其置於室溫下7天後測試其的機械性質，結果如表1所示。實施例 9 ： 聚氨酯脲組成物 (b-9) 的製備
聚氨酯脲組成物(b-9)的製備步驟如下：將17.4克的環碳酸酯（BDCE）與47.6克的雙酚A型環氧樹脂（由亨斯邁性能產品公司製造的產品Quatrex® 1010）混合均勻，再加入20.2克的由合成例3製備的聚脲寡聚體(a-3)以及23.4克的由合成例6製備的聚脲寡聚體(a-6)並攪拌均勻，抽真空除去氣泡，並倒入拉伸模框與撕裂強度模框使其硬化成型，將其置於室溫下7天後測試其的機械性質，結果如表1所示。實施例 10 ： 聚氨酯脲組成物 (b-10) 的製備
聚氨酯脲組成物(b-10)的製備步驟如下：將29克的環碳酸酯（BDCE）與34克的雙酚A型環氧樹脂（由亨斯邁性能產品公司製造的產品Quatrex® 1010）混合均勻，再加入380.1克的由合成例7製備的聚脲寡聚體(a-7)並攪拌均勻，抽真空除去氣泡，並倒入拉伸模框與撕裂強度模框使其硬化成型，將其置於室溫下7天後測試其的機械性質，結果如表1所示。實施例 11 ： 聚氨酯脲組成物 (b-11) 的製備
聚氨酯脲組成物(b-11)的製備步驟如下：將17.4克的環碳酸酯（Trimethylolpropopane triscarbonate；TMPTC）與54.4克的雙酚A型環氧樹脂（由亨斯邁性能產品公司製造的產品Quatrex® 1010）置於150 ml的量杯中，將其混合均勻後再加入51.1克的由合成例6製備的聚脲寡聚體(a-6)並攪拌均勻，抽真空除去氣泡，並倒入拉伸模框與撕裂強度模框使其硬化成型，將其置於室溫下7天後測試其的機械性質，結果如表1所示。比較例 1 ： 聚氨酯組成物 (c-1) 的製備
聚氨酯組成物(c-1)的製備步驟如下：將29克的環碳酸酯（BDCE）與34克的雙酚A型環氧樹脂（由亨斯邁性能產品公司製造的產品Quatrex® 1010）混合均勻，再加入22.2克的聚醚胺（由亨斯邁性能產品公司製造的產品JEFFAMINE® EDR-148）並攪拌均勻，真空除去氣泡，並倒入拉伸模框與撕裂強度模框使其硬化成型，將其置於室溫下7天後測試其的機械性質，結果如表1所示。比較例 2 ： 聚氨酯組成物 (c-2) 的製備
聚氨酯組成物(c-2)的製備步驟如下：將17.4克的環碳酸酯（BDCE）與47.6克的雙酚A型環氧樹脂（由亨斯邁性能產品公司製造的產品Quatrex® 1010）混合均勻後再加入19.2克的聚醚胺（由亨斯邁性能產品公司製造的產品JEFFAMINE® EDR-148）並攪拌均勻，真空除去氣泡，並倒入拉伸模框與撕裂強度模框使其硬化成型，將其置於室溫下7天後測試其的機械性質，結果如表1所示。比較例 3 ： 聚氨酯組成物 (c-3) 的製備
聚氨酯組成物(c-3)的製備步驟如下：將17.4克的環碳酸酯（BDCE）與47.6克的雙酚A型環氧樹脂（由亨斯邁性能產品公司製造的產品Quatrex® 1010）混合均勻後再加入29.9克的聚醚胺（由亨斯邁性能產品公司製造的產品JEFFAMINE® D-230）並攪拌均勻，抽真空除去氣泡，並其倒入拉伸模框與撕裂強度模框使其硬化成型，將其置於室溫下7天後測試其的機械性質，結果如表1所示。
表1
比較例2的聚氨酯組成物(c-2)雖然具有較高的抗撕裂強度，但同時也具備極差的延伸率。另外，比較例3的聚氨酯組成物(c-3)雖與各個實驗例的聚氨酯脲組成物皆具有類似的抗拉伸強度與延伸率，然而，比較例3的聚氨酯組成物(c-3)在抗撕裂強度表現上不及各個實驗例的聚氨酯脲組成物。
綜上所述，本發明的聚氨酯脲組成物由於藉由使用環碳酸酯化合物取代異氰酸酯作為原料而製得，因此可避免於聚氨酯脲組成物的製造過程中因異氰酸酯揮發而危害人體。另外，本發明使用聚脲寡聚體作為原料所形成的聚氨酯脲組成物中具有較多的氫鍵，因此可提升所形成的聚氨酯脲組成物的例如抗拉伸強度、抗撕裂強度與延伸率等的機械性質。
此外，本發明藉由更將環氧化合物作為原料且調整其的添加比例可得到具有不同機械性質的聚氨酯脲組成物，因此可提升聚氨酯脲組成物的商業應用性。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
S100、S110、S200、S210‧‧‧步驟
圖1為本發明的一實施例的聚氨酯脲組成物的製備方法。 圖2為本發明的另一實施例的聚氨酯脲組成物的製備方法。

Claims (13)

  1. 一種聚氨酯脲組成物的製備方法，包括： 將脲與胺基化合物混合反應，以獲得聚脲寡聚體，其中所述脲與所述胺基化合物的莫耳比為1：1~1：100；以及 將所述聚脲寡聚體與環碳酸酯化合物混合反應，以獲得具有由式I表示的重複單元的聚氨酯脲組成物，其中所述聚脲寡聚體與所述環碳酸酯化合物的莫耳比為1：10至10：1： [式I]，其中 U1 為，其中a為1~10000的整數， 每一U2 獨立地為或， 每一R1 獨立地為C1~C20烷基、C3~C20環烷基、C8~C20烷芳基、重量平均分子量為100~10000 g/mol的聚醚基團或其組合，且 每一R2 獨立地為脂肪族基團、脂環族基團、經烷基取代或未經取代的芳香族基團、寡聚醚基團、寡聚酯基團或其組合。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的聚氨酯脲組成物的製備方法，其中所述胺基化合物包括聚醚胺、烷基胺、環烷基胺、烷芳基胺或其組合。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的聚氨酯脲組成物的製備方法，其中所述聚脲寡聚體包括由式1表示的化合物： [式1]。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的聚氨酯脲組成物的製備方法，其中所述環碳酸酯化合物包括由式2表示的化合物： [式2]，其中b為1~6。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的聚氨酯脲組成物的製備方法，更包括添加環氧化合物，以與所述聚脲寡聚體以及所述環碳酸酯化合物進行反應，其中所述環氧化合物與所述環碳酸酯化合物的莫耳比為10：1~1：1，以獲得具有由式I、式II及式III表示的重複單元中的至少一者的聚氨酯脲組成物： [式II][式III]，其中 E為， 每一R3 獨立地為脂肪族基團、脂環族基團、經烷基取代或未經取代的芳香族基團、寡聚醚基團、寡聚酯基團或其組合。
  6. 如申請專利範圍第5項所述的聚氨酯脲組成物的製備方法，其中所述環氧化合物包括由式3表示的化合物： [式3]，其中c為1~6。
  7. 一種聚氨酯脲組成物，包括由式I表示的重複單元： [式I]，其中 U1 為，其中a為1~10000的整數， 每一U2 獨立地為或， 每一R1 獨立地為C1~C20烷基、C3~C20環烷基、C8~C20烷芳基、重量平均分子量為100~10000 g/mol的聚醚基團或其組合，且 每一R2 獨立地為脂肪族基團、脂環族基團、經烷基取代或未經取代的芳香族基團、寡聚醚基團、寡聚酯基團或其組合。
  8. 如申請專利範圍第7項所述的聚氨酯脲組成物，其是由聚脲寡聚體與環碳酸酯化合物反應後而製得，其中所述聚脲寡聚體與所述環碳酸酯化合物的莫耳比為1：10~10：1。
  9. 如申請專利範圍第8項所述的聚氨酯脲組成物，其中所述聚脲寡聚體包括由式1表示的化合物： [式1]。
  10. 如申請專利範圍第8項所述的聚氨酯脲組成物，其中所述環碳酸酯化合物包括由式2表示的化合物： [式2]，其中b為1~6。
  11. 如申請專利範圍第7項所述的聚氨酯脲組成物，其更包括由式II及式III表示的重複單元中的至少一者： [式II][式III]，其中 E為， 每一R3 獨立地為脂肪族基團、脂環族基團、經烷基取代或未經取代的芳香族基團、寡聚醚基團、寡聚酯基團或其組合。
  12. 如申請專利範圍第11項所述的聚氨酯脲組成物，其是由環氧化合物、聚脲寡聚體以及環碳酸酯化合物反應後而製得，其中所述環氧化合物與所述環碳酸酯化合物的莫耳比為10：1~1：1。
  13. 如申請專利範圍第11項所述的聚氨酯脲組成物，其中所述環氧化合物包括由式3表示的化合物： [式3]，其中c為1~6。
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