一种水性聚氨酯用分散剂及制备工艺制造技术

本发明专利技术公开一种水性聚氨酯用分散剂及制备工艺，分散剂结构如下式：制备工艺为：在氮气保护下，将HO

【技术实现步骤摘要】
一种水性聚氨酯用分散剂及制备工艺


[0001]本专利技术属于水性聚氨酯分散剂
，尤其涉及一种水性聚氨酯分散剂及其制备工艺。

技术介绍

[0002]水性聚氨酯(WPU)自20世纪60年代工业化以来，以其优良的粘结性能、无毒无味和环境友好特性得以迅速发展，产品广泛用于皮革涂饰、纺织涂层、玻璃纤维集束、涂料和粘合剂等领域。水性聚氨酯的性能指标一般有三个：固含量、储存期和粘结强度。其中固含量和储存期这两个关键指标和水性聚氨酯分散剂的性能密不可分。依亲水基团的电荷性质，分散剂可分为阳离子型、阴离子型和非离子型三种，尤以阴离子型聚氨酯分散剂应用广泛。阴离子型分散剂包含羧酸型和磺酸盐型两种，其中磺酸盐型亲水基团属于强酸强碱盐，其亲水效果远远好于羧酸型，用量也仅为羧酸盐型的1/3～1/2，因此胶膜具有更好的耐酸、碱、电解质性能。相较于大分子型磺酸盐分散剂，小分子的磺酸盐分散剂如N-(2-氨乙基)-氨基乙磺酸钠(AAS)、3，5-二氨基苯磺酸钠、1，2-二羟基-3-丙磺酸钠只能引入的水性聚氨酯的硬段当中，会破坏水性聚氨酯硬段结构的规整性，因此合成出的水性聚氨酯性能较差。US4108814提到了一个大分子量的磺酸盐型分散剂来制备水性胶，其性能优异，但该大分子型的磺酸盐分散剂合成工艺复杂，难以大量合成。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是提供一种新型的磺酸盐型水性聚氨酯分散剂，该分散剂具备合成工艺相对简单，且相对于小分子分散剂，制备的水性聚氨酯时分散效果更好，且制备的水性聚氨酯储存稳定期更长的特性，且具备更好的粘结性能。
[0004]本专利技术提出技术方案是：一种水性聚氨酯用分散剂，其特征在于，高分子量的端羟基磺酸盐聚醚型分散剂的结构如下式I：
[0005][0006]其中R为具有如下式II，式III，式IV中任一种所示结构的结构单元，M为Na
+
，K
+
，NH
4+
离子中的一种。
[0007][0008]所述的R的分子量为100～700。
[0009]所述的式1还可为：
[0010][0011]所述的式1还可为：
[0012][0013]所述的式1还可为：
[0014][0015]所述的制备工艺为：
[0016][0017]在氮气保护下，将式V在70～80℃下溶解在强碱溶液中，加入3-氯-2-羟基丙磺酸钠，在70～80℃反应3～5h，再滴加冰醋酸标定至pH值为5～6；
[0018]将混合液冷却至0～5℃得到沉淀，过滤，用0～5℃的蒸馏水冲洗沉淀；
[0019]再将沉淀在室温下溶解到蒸馏水中，再降到0～5℃进行重结晶，重结晶3～5遍，得到淡黄色产物式VI。
[0020]R为式II，式III，式IV中任一种所示结构的结构单元。
[0021]3-氯-2-羟基丙磺酸钠和式V的摩尔比为1.05∶1～1.10∶1。
[0022]使用该水性胶制备水性聚氨酯时，其添加量可以控制在3％～12％。
[0023]本专利技术的一种水性聚氨酯用分散剂及制备工艺，可实现合成工艺相对简单，且相对于小分子分散剂，制备的水性聚氨酯时分散效果更好，且制备的水性聚氨酯储存稳定期更长的特性。
具体实施方式
[0024]下面将结合实施例，对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。
[0025]一 分散剂的制备
[0026]实施例1
[0027]在氮气保护下，将30g PTHF 250(BASF，分子量246)在70～80℃下溶解在200ml浓度为3mol/L的氢氧化钾水溶液中，加入纯度≥98.5％的3-氯-2-羟基丙磺酸钠26.4g，在70～80℃反应4h，再滴加冰醋酸标定至pH值为5～6，冷却至0～5℃得到沉淀，将沉淀用0～5℃的蒸馏水冲洗3～5遍，得到产物1-PTHF，收率80％。
[0028]实施例2
[0029]在氮气保护下，将35g PPG 400(丰源化工，分子量406)在70～80℃下溶解在200ml浓度为3mol/L的氢氧化钾水溶液中，加入纯度≥98.5％的3-氯-2-羟基丙磺酸钠18.3g，在70～80℃反应5h，再滴加冰醋酸标定至pH值为5～6，冷却至0～5℃得到沉淀，将沉淀用0～5℃的蒸馏水冲洗3～5遍，得到产物1-PPG，收率85％。
[0030]实施例3
[0031]在氮气保护下，将40g PEG 600(陶氏，分子量600)在70～80℃下溶解在200ml浓度为3mol/L的氢氧化钠水溶液中，加入纯度≥98.5％的3-氯-2-羟基丙磺酸钠14.3g，在70～80℃反应3h，再滴加冰醋酸标定至pH值为5～6，冷却至0～5℃得到沉淀，将沉淀用0～5℃的蒸馏水冲洗3～5遍，得到产物1-PEG，收率83％。
[0032]二 水性胶的合成
[0033]实施例4
[0034]在氮气保护下，将分子量2000的聚己二酸丁二酯醇80份，实施例1合成的高分子量的端羟基磺酸盐聚醚1-PTHF 6份，12份六亚甲基二异氰酸酯于40-60℃、丙酮、部分催化剂催化下聚合反应3-4小时；
[0035]加入固含量为40％-60％的丁二醇丙酮溶液和剩余的催化剂，其中BDO的份数为2份，回流反应6-8小时；
[0036]加入100-120份的丙酮，溶解30min-60min；
[0037]降温至30-40℃；
[0038]高速搅拌下，快速加入到100-110份20-30℃的去离子水中分散，视形成均一乳液时为分散开；
[0039]分散开之后，将搅拌降为低速搅拌；
[0040]升温至40-50℃反应熟化8-12h；
[0041]加入消泡剂，低速搅拌30min；
[0042]抽真空，控制真空度为-0.1MPa，高速搅拌下，除去溶液相中的丙酮，将丙酮回收利用。
[0043]实施例5
[0044]在氮气保护下，将分子量2000的聚己内酯二醇72份，实施例2合成的高分子量的端羟基磺酸盐聚醚2-PPG 12份，15份六亚甲基二异氰酸酯于40-60℃、丙酮、部分催化剂催化下聚合反应3-4小时；
[0045]加入固含量为40％-60％的新戊二醇丙酮溶液和剩余的催化剂，其中新戊二醇的份数为1份，回流反应6-8小时；
[0046]加入100-120份的丙酮，溶解30min-60min；
[0047]降温至30-40℃；
[0048]高速搅拌下，快速加入到100-110份20-30℃的去离子水中分散，视形成均一乳液时为分散开；
[0049]分散开之后，将搅拌降为低速搅拌；
[0050]升温至40-50℃反应熟化8-12h；
[0051]加入消泡剂，低速搅拌30min；
[0052]抽真空，控制真空度为-0.1MPa，高速搅拌下，除去溶液相中的丙酮，将丙酮回收利用。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水性聚氨酯用分散剂，其特征在于：高分子量的端羟基磺酸盐聚醚型分散剂的结构如下式I：其中R为具有如下式II，式III，式IV中任一种所示结构的结构单元；M为Na
+
，K
+
，NH
4+
离子中的一种。2.根据权利要求1所述的一种水性聚氨酯用分散剂，其特征在于：所述的R的分子量为100～700。3.一种水性聚氨酯用分散剂制备工艺，制备权利要求1所述的一种水性聚氨酯用分散剂，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾振兴，韩风安，任鹏，赵莉莉，侯惊天，李帅，滑冰涛，郎增科，谭晶，杨卫民，丁玉梅，
申请(专利权)人：北京化工大学，
类型：发明
国别省市：