一种环保的水油通用聚氨酯分散剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种环保的水油通用聚氨酯分散剂及其制备方法。本发明专利技术将异氰酸酯催化反应得到异氰酸酯的多聚体，再将聚醚多元醇、异氰酸酯反应后扩链，再进一步与所得的异氰酸酯的多聚体反应得到水油通用聚氨酯分散剂。本发明专利技术的合成的聚氨酯分散剂结构比较特殊，具有锚手基团，利用锚手基团稳定分散质，能够把颜料分散包裹的同时，还能够抓住其他树脂基团，并且形成稳定的分散相。该聚氨酯分散剂还具有相容性好、展色性好、柔韧性好、通用性广的显著特点，且在水油体系中相容性和分散效果优异。另外，该聚氨酯分散剂在制备过程中，不加入有机溶剂，存贮和使用过程中也不加入有机溶剂，其VOC为零，是一种环保的、高效的聚氨酯分散剂。

An environmentally friendly polyurethane dispersant for water and oil and its preparation method

The invention discloses an environment-friendly water and oil general polyurethane dispersant and a preparation method thereof. The polyisocyanate polymer is catalyzed by the isocyanate, then polyether polyol and isocyanate are reacted to expand the chain, and then the polyisocyanate polymer is further reacted with the polyisocyanate polymer to obtain the water and oil general polyurethane dispersant. The structure of the synthesized polyurethane dispersant is special. It has the anchor hand group. It uses the anchor group to stabilize the dispersions. It can disperse the pigment and catch other resin groups, and form a stable dispersed phase. The polyurethane dispersant has good compatibility, good color spreading, good flexibility and broad generality, and it has excellent compatibility and dispersing effect in water and oil system. In addition, in the process of preparation, the polyurethane dispersant does not add organic solvents, and the organic solvent is not added to the storage and use process, and its VOC is zero. It is a kind of environmentally friendly and efficient polyurethane dispersant.

【技术实现步骤摘要】
一种环保的水油通用聚氨酯分散剂及其制备方法
本专利技术涉及高分子化合物合成
，特别涉及一种环保的水油通用聚氨酯分散剂及其制备方法。
技术介绍
在涂料、油墨、塑料、橡胶、陶瓷等制品中，常常使用各种无机、有机化合物等作为体系的颜料或者填料，这些颜料填料如果在体系中分散不好，就会引起很多的缺陷-----颜色偏差大、不均匀、不细腻、不美观、沉降、絮凝、稳定性差、品质差、卖相差、性能差等；使用好的分散剂能够防止颜料在体系中沉降、絮凝，提高颜填料在体系中的稳定性的、展色性、分散性、美观性、降低成本、提高生产效率等好处。按照分散剂的结构特点，常见的分散剂有两类：(1)两亲结构的分散剂，(2)高分子分散剂。但是现有的这两类分散剂存在下述问题：(1)两亲结构的分散剂如脂肪酸的胺盐，其脂肪酸部分具有亲油性质，胺盐部分具有亲水性质。利用分散剂的两亲性质将完全不相溶的油、水或固、液体系分散成多相的均匀体。这类分散剂的特点是分散剂的分子比较小，相容性好，分散能力有限，储存稳定性差等；(2)高分子分散剂是具有特殊结构的一类高分子，如聚氨酯、聚酯、聚丙烯酸酯、聚酰胺。高分子分散剂结构比较特殊，利用锚手稳定分散质。相对于两亲结构的分散剂，高分子分散剂分子较大，分散效果较好，但与系统的相容不好。因此，有必要提供一种聚氨酯分散剂，既在水油体系中相容性和分散效果优异，又具有储存稳定且环保的优势。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种环保的水油通用聚氨酯分散剂及其制备方法，该聚氨酯分散剂还具有相容性好、展色性好、柔韧性好、通用性广的显著特点，且在水油体系中相容性和分散效果优异；其制备方法简单，且环保安全。为了解决上述技术问题，本专利技术的技术方案为：第一方面，本专利技术提供的一种环保的水油通用聚氨酯分散剂的制备方法，包括如下步骤：(1)将异氰酸酯、催化剂混合后升温至40～95℃，反应4～12h，再加入终止剂，继续反应1～2h，抽真空去除没有反应完全的反应物，得到异氰酸酯的多聚体；(2)将聚醚多元醇升温至80～95℃后，加入异氰酸酯，反应2～4h，在加入水性扩链剂进行扩链反应，再加入步骤(1)所得的异氰酸酯的多聚体，反应2～4h，得到水油通用聚氨酯分散剂。优选的，所述步骤(1)和步骤(2)中，所述异氰酸酯选自甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、4,4'-双-(异氰酸酯基环已基)-甲烷中的一种或多种。优选的，所述步骤(1)中，所述催化剂选自四甲基氢氧化铵、四甲基硫酸胺、醋酸钠、甲醇钠、N,N',N”-三(二甲氨基丙基)-六氢化三嗪、2,4,6-三(二甲氨基甲基)苯酚，三正丁基膦中的一种或多种。优选的，所述步骤(1)中，所述催化剂与所述异氰酸酯的质量比为0.05～1:100。优选的，所述步骤(1)中，所述终止剂选自苯甲酸、苯甲酰氯中的一种或两种。优选的，所述步骤(1)中，所述终止剂和所述催化剂的质量比为1～1.2:1。优选的，所述步骤(2)中，所述水性扩链剂为磺酸型水性扩链剂。优选的，所述步骤(2)中，所述水性扩链剂与所述聚醚多元醇的质量比为0.2～0.4:1。优选的，所述步骤(2)中，所述步骤(1)所得的异氰酸酯多聚体与所述聚醚多元醇的质量比为1:0.3～0.5。第二方面，本专利技术提供的一种环保的水油通用聚氨酯分散剂，为如第一方面所述的环保的水油通用聚氨酯分散剂的制备方法制得。与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：本专利技术将异氰酸酯催化反应得到异氰酸酯的多聚体，再将聚醚多元醇、异氰酸酯反应后扩链，再进一步与所得的异氰酸酯的多聚体反应得到水油通用聚氨酯分散剂；从基础原材料生产到合成生产高分子聚氨酯分散剂，实现了聚氨酯分散剂的国产化。而且本专利技术的合成的聚氨酯分散剂结构比较特殊，具有锚手基团(我们形象的称之为“爪子”)，利用锚手基团稳定分散质，能够把颜填料分散包裹的同时，另外一些锚手基团能够抓住其他树脂基团，并且形成稳定的分散相。另外，本专利技术的其他优点是具相容性好、展色性好、柔韧性好、通用性广，可以在油性体系中使用，也可以在水性体系中使用。该聚氨酯分散剂，环保无毒，是一种环保的、高效的聚氨酯分散剂；在制备过程中，不加入有机溶剂，存贮和使用过程中也不加入有机溶剂，其VOC为零。具体实施方式下面对本专利技术的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本专利技术，但并不构成对本专利技术的限定。此外，下面所描述的本专利技术各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。本专利技术提供的一种环保的水油通用聚氨酯分散剂的制备方法，包括如下步骤：(1)将异氰酸酯、催化剂混合后升温至40～95℃，反应4～12h，再加入终止剂，继续反应1～2h，抽真空去除没有反应完全的反应物，得到异氰酸酯的多聚体；(2)将聚醚多元醇升温至80～95℃后，加入异氰酸酯，反应2～4h，在加入水性扩链剂进行扩链反应，再加入步骤(1)所得的异氰酸酯的多聚体，反应2～4h，得到水油通用聚氨酯分散剂。在本专利技术一具体实施方式中，所述步骤(1)和步骤(2)中，所述异氰酸酯选自甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、4,4'-双-(异氰酸酯基环已基)-甲烷中的一种或多种。在本专利技术一具体实施方式中，所述步骤(1)中，所述催化剂选自四甲基氢氧化铵、四甲基硫酸胺、醋酸钠、甲醇钠、N,N',N”-三(二甲氨基丙基)-六氢化三嗪、2,4,6-三(二甲氨基甲基)苯酚，三正丁基膦中的一种或多种。进一步地，在该实施方式中，所述步骤(1)中，所述催化剂包括四甲基氢氧化铵，其中，所述四甲基氢氧化铵和所述N,N',N”-三(二甲氨基丙基)-六氢化三嗪的质量比为1:0.3～0.5。进一步地，在该实施方式中，所述步骤(1)中，所述催化剂包括四甲基氢氧化铵，其中，所述四甲基氢氧化铵和所述三正丁基膦的质量比为1:0.3～0.5。在本专利技术一具体实施方式中，所述步骤(1)中，所述催化剂与所述异氰酸酯的质量比为0.05～1:100。在本专利技术一具体实施方式中，所述步骤(1)中，所述终止剂选自苯甲酸、苯甲酰氯中的一种或两种。在本专利技术一具体实施方式中，所述步骤(1)中，所述终止剂和所述催化剂的质量比为1～1.2:1。在本专利技术一具体实施方式中，所述步骤(2)中，所述聚醚多元醇为聚环氧丙烷的聚合物。进一步地，在该实施方式中，所述步骤(2)中，所述聚环氧丙烷的聚合物的分子量为1000～2000。在本专利技术一具体实施方式中，所述步骤(2)中，所述水性扩链剂为磺酸型水性扩链剂。进一步地，在该实施方式中，所述步骤(2)中，所述磺酸型水性扩链剂选自乙二胺基乙磺酸钠、1,4-二羟基丁烷-2-磺酸钠中的一种或几种。进一步地，在该实施方式中，所述步骤(2)中，所述水性扩链剂为乙二胺基磺酸钠。在本专利技术一具体实施方式中，所述步骤(2)中，所述水性扩链剂与所述聚醚多元醇的质量比为0.2～0.4:1。在本专利技术一具体实施方式中，所述步骤(2)中，所述步骤(1)所得的异氰酸酯多聚体与所述聚醚多元醇的质量比为1:0.3～0.5。第二方面，本专利技术提供的一种环保的水油通用聚氨酯分散剂，为如第一方面所述的环保的水油通用聚氨酯分散剂的制备方法制得。实施例1本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种环保的水油通用聚氨酯分散剂的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：(1)将异氰酸酯、催化剂混合后升温至40～95℃，反应4～12h，再加入终止剂，继续反应1～2h，抽真空去除没有反应完全的反应物，得到异氰酸酯的多聚体；(2)将聚醚多元醇升温至80～95℃后，加入异氰酸酯，反应2～4h，在加入水性扩链剂进行扩链反应，再加入步骤(1)所得的异氰酸酯的多聚体，反应2～4h，得到水油通用聚氨酯分散剂。

【技术特征摘要】
1.一种环保的水油通用聚氨酯分散剂的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：(1)将异氰酸酯、催化剂混合后升温至40～95℃，反应4～12h，再加入终止剂，继续反应1～2h，抽真空去除没有反应完全的反应物，得到异氰酸酯的多聚体；(2)将聚醚多元醇升温至80～95℃后，加入异氰酸酯，反应2～4h，在加入水性扩链剂进行扩链反应，再加入步骤(1)所得的异氰酸酯的多聚体，反应2～4h，得到水油通用聚氨酯分散剂。2.根据权利要求1所述的环保的水油通用聚氨酯分散剂的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)和步骤(2)中，所述异氰酸酯选自甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、4,4'-双-(异氰酸酯基环已基)-甲烷中的一种或多种。3.根据权利要求1所述的环保的水油通用聚氨酯分散剂的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中，所述催化剂选自四甲基氢氧化铵、四甲基硫酸胺、醋酸钠、甲醇钠、N,N',N”-三(二甲氨基丙基)-六氢化三嗪、2,4,6-三(二甲氨基甲基)苯酚，三正丁基膦中的一种或多种。4.根据权利要求1所述的环保的水油通用聚...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭树隆，
申请(专利权)人：英德侗富贵科技材料有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44