非离子型双氨基亲水扩链剂、其制备方法以及非离子型水性聚脲的制备方法技术

本发明专利技术提供非离子型双氨基亲水扩链剂、其制备方法以及非离子型水性聚脲的制备方法。具体地，根据本发明专利技术的非离子型双氨基亲水扩链剂可以用于制备不含氨基甲酸酯链段的水性纯聚脲，从而大幅提升聚脲产品的物理性质。根据本发明专利技术的用于制备非离子型双氨基亲水扩链剂的方法可以以工艺简单、成本低且反应率高的方式制备所述非离子型双氨基亲水扩链剂。此外，通过采用根据本发明专利技术的制备方法得到的非离子型水性聚脲具有优良的乳液稳定性(包括机械稳定性和钙离子稳定性)并且其固化产品具有良好的物理性质(如拉伸强度、断裂伸长率和撕裂强度等)。等)。

【技术实现步骤摘要】
非离子型双氨基亲水扩链剂、其制备方法以及非离子型水性聚脲的制备方法


[0001]本专利技术涉及水性聚脲材料
，并且更具体地，涉及一种非离子型双氨基亲水扩链剂、一种非离子型双氨基亲水扩链剂的制备方法以及一种非离子型水性聚脲的制备方法。

技术介绍

[0002]水性聚脲是指将聚脲分散于水中所得到的聚脲水分散液。由于水性聚脲分子结构中的脲基团的特性，使得水性聚脲的干膜具有优异的物理性能，在建筑涂料、胶黏剂、汽车制造、服装、水利等行业具有广阔的应用前景。
[0003]非离子型水性聚脲的制备主要采用将亲水性链段引入到分子主链或侧链上，最终实现聚脲在水中的分散，由于不存在离子型聚脲乳液中的双电层结构，非离子型水性聚脲乳液对电解质不敏感，使得其可以与不同PH值的其他乳液任意共混而不会出现破乳等问题，这可以扩展水性聚脲乳液的应用领域，因此，非离子型水性聚脲具有很好的发展前景。
[0004]然而，目前采用的水性聚脲类产品在应用性质(例如，水性聚脲作为乳液形式的乳液稳定性)和固化后产品的物理性质方面还不尽如意。因此，当前对具有良好的应用性质(例如，水性聚脲作为乳液形式的乳液稳定性)以及其固化后产品具有良好的物理性质的水性聚脲类产品仍存在迫切的需求。

技术实现思路

[0005]从以上阐述的技术问题出发，本专利技术的一个目的是提供一种非离子型双氨基亲水扩链剂，根据本专利技术的非离子型双氨基亲水扩链剂可以用于制备不含氨基甲酸酯链段的水性纯聚脲，从而大幅提升聚脲产品的物理性质。本专利技术的另一个目的是提供一种非离子型双氨基亲水扩链剂的制备方法，所述方法可以以工艺简单、成本低且反应率高的方式制备所述非离子型双氨基亲水扩链剂。另外，本专利技术的再一个目的是提供一种非离子型水性聚脲的制备方法，通过该方法所得到非离子型水性聚脲具有优良的乳液稳定性(包括机械稳定性和钙离子稳定性)并且其固化产品具有良好的物理性质(如拉伸强度、断裂伸长率和撕裂强度等)。
[0006]具体地，根据本专利技术的一个方面，提供了一种非离子型双氨基亲水扩链剂，其结构由下列通式(1)表示：
[0007][0008]其中n为3
‑
60的整数。
[0009]根据本专利技术的某些优选实施方案，其中n为3
‑
37的整数。
[0010]根据本专利技术的另一个方面，提供了一种以上所述的非离子型双氨基亲水扩链剂的制备方法，所述方法包括将三羟甲基丙烷聚乙二醇单甲醚、对氨基苯甲酸乙酯、主催化剂和助催化剂混合，并且在减压蒸馏条件下加热反应，其中：
[0011]所述三羟甲基丙烷聚乙二醇单甲醚中的环氧乙烷重复单元数为3
‑
60的整数；
[0012]所述主催化剂选自甲醇钠、乙醇钠、叔丁醇钠中的一种或多种；和
[0013]所述助催化剂选自二丁基氧化锡、丁基三氯化锡、顺丁烯二酸二丁基锡中的一种或多种。
[0014]根据本专利技术的某些优选实施方案，所述对氨基苯甲酸乙酯与所述三羟甲基丙烷聚乙二醇单甲醚的摩尔比在2∶1至3∶1的范围内。
[0015]根据本专利技术的某些优选实施方案，所述的主催化剂与所述助催化剂的重量比在1∶1至10∶1的范围内。
[0016]根据本专利技术的某些优选实施方案，所述的主催化剂和所述助催化剂的重量之和与所述三羟甲基丙烷聚乙二醇单甲醚和对氨基苯甲酸酯的重量之和的比率在1
×
10
‑4∶1至1
×
10
‑2∶1的范围内。
[0017]根据本专利技术的再一个方面，提供了一种非离子型水性聚脲的制备方法，所述方法包括下列步骤：
[0018]a)将位阻型端氨基聚醚、二异氰酸酯、以上所述制备方法制备的非离子型双氨基亲水扩链剂和有机溶剂混合并加热以进行反应；和
[0019]b)向步骤a)的产物中加入水。
[0020]根据本专利技术的某些优选实施方案，其中所述位阻型端氨基聚醚的结构由下列通式(2)表示：
[0021][0022]其中，X为从聚醚多元醇去除两个羟基以后所得到的二价残基，所述聚醚多元醇选自羟基官能度为2或3并且数均分子量为92至10000的聚环氧乙烷多元醇、聚环氧丙烷多元
醇和聚四亚甲基醚二醇中的一种或多种。
[0023]根据本专利技术的某些优选实施方案，其中所述聚醚多元醇的数均分子量在650至3000的范围内。
[0024]根据本专利技术的某些优选实施方案，其中所述二异氰酸酯选自异佛尔酮二异氰酸酯、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和4，4
’‑
二环己基甲烷二异氰酸酯中的一种或多种。
[0025]根据本专利技术的某些优选实施方案，其中所述有机溶剂选自乙酸乙酯、丙酮和N，N
‑
二甲基甲酰胺中的一种或多种。
[0026]根据本专利技术的某些优选实施方案，其中所述二异氰酸酯与所述位阻型端氨基聚醚的摩尔比在2∶1至6∶1的范围内，并且所述二异氰酸酯与所述非离子型双氨基亲水扩链剂的摩尔比在2∶1至10∶1的范围内。
[0027]根据本专利技术的某些优选实施方案，其中所述有机溶剂的重量与所述位阻型端氨基聚醚和所述二异氰酸酯的重量之和的比率在0.1∶1至0.5∶1的范围内。
[0028]根据本专利技术的某些优选实施方案，其中在步骤b)中，所加入的水的重量与所述位阻型端氨基聚醚、二异氰酸酯、非离子型双氨基亲水扩链剂的重量之和的比率在1∶1至4∶1的范围内。
[0029]根据本专利技术的某些优选实施方案，所述方法在步骤b)以后还包括：
[0030]c)除去步骤b)所得的产物中的所述有机溶剂。
[0031]与本领域中的现有技术相比，本专利技术的优点在于：
[0032]1)就根据本专利技术的非离子型双氨基亲水扩链剂而言，所述非离子型双氨基亲水扩链剂可以用于制备不含氨基甲酸酯链段的水性纯聚脲，并且大幅提升聚脲产品的物理性质；
[0033]2)就根据本专利技术的用于制备非离子型双氨基亲水扩链剂的方法而言，所述方法可以以工艺简单、成本低且反应率高的方式制备所述非离子型双氨基亲水扩链剂；
[0034]3)就根据本专利技术的制备非离子型水性聚脲的方法而言，本专利技术使用位阻型低活性端氨基聚醚作为主要起始反应物，以特定的非离子型低活性双氨基亲水扩链剂作为亲水链段，所得水性聚脲分子结构中不含氨基甲酸酯链段，为纯聚脲体系。相比较于含有氨基甲酸酯链段的水性聚氯酯
‑
脲或水性聚氨酯，所得非离子型水性聚脲乳液制成涂膜时的物理性能得以大幅提升。具体地，通过采用根据本专利技术的制备方法得到的非离子型水性聚脲具有优良的乳液稳定性(包括机械稳定性和钙离子稳定性)并且其固化产品具有良好的物理性质(如拉伸强度、断裂伸长率和撕裂强度等)。
具体实施方式
[0035]应当理解，在不脱离本公开的范围或精神的情况下，本领域技术人员能够根据本说明书的教导设想其他各种实施方案并能够对其进行修改。因此，以下的具体实施方式不具有限制性意义。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种非离子型双氨基亲水扩链剂，其结构由下列通式(1)表示：其中n为3
‑
60的整数。2.根据权利要求1所述的非离子型双氨基亲水扩链剂，其中n为3
‑
37的整数。3.一种根据权利要求1或2所述的非离子型双氨基亲水扩链剂的制备方法，所述方法包括将三羟甲基丙烷聚乙二醇单甲醚、对氨基苯甲酸乙酯、主催化剂和助催化剂混合，并且在减压蒸馏条件下加热反应，其中：所述三羟甲基丙烷聚乙二醇单甲醚中的环氧乙烷重复单元数为3
‑
60的整数；所述主催化剂选自甲醇钠、乙醇钠、叔丁醇钠中的一种或多种；和所述助催化剂选自二丁基氧化锡、丁基三氯化锡、顺丁烯二酸二丁基锡中的一种或多种。4.根据权利要求3所述的非离子型双氨基亲水扩链剂的制备方法，其中所述对氨基苯甲酸乙酯与所述三羟甲基丙烷聚乙二醇单甲醚的摩尔比在2∶1至3∶1的范围内。5.根据权利要求3所述的非离子型双氨基亲水扩链剂的制备方法，其中所述的主催化剂与所述助催化剂的重量比在1∶1至10∶1的范围内。6.根据权利要求3所述的非离子型双氨基亲水扩链剂的制备方法，其中所述主催化剂和所述助催化剂的重量之和与所述三羟甲基丙烷聚乙二醇单甲醚和对氨基苯甲酸酯的重量之和的比率在1
×
10
‑4∶1至1
×
10
‑2∶1的范围内。7.一种非离子型水性聚脲的制备方法，所述方法包括下列步骤：a)将位阻型端氨基聚醚、二异氰酸酯、根据权利要求3至6中任一项所述的制备方法制备的非离子型双氨基亲水扩链剂和有机溶剂混合并加热以进行反应；和b)向步骤a)的产物中加入水。8.根据权利要求7所述的非离子型水性聚...

【专利技术属性】
技术研发人员：翟现明，张弼伟，游然，桑颖慧，赵沛，李耀伟，赵华，
申请(专利权)人：山西省建筑科学研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：