一种反应型聚氨酯阴-非离子乳化剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种反应型聚氨酯阴

【技术实现步骤摘要】
一种反应型聚氨酯阴
‑
非离子乳化剂及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及乳化剂
，特别涉及一种反应型聚氨酯阴
‑
非离子乳化剂及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]由于溶剂型树脂最大的VOC污染源是施工之前要加入大量溶剂稀释后才能进行喷涂，一般溶剂型树脂的固含量是50
‑
75％，稀释后用于喷涂的固含量只有20
‑
30％，这样在喷涂施工过程中就有大量溶剂挥发到空中，因此，将聚氨酯树脂、丙烯酸树脂、环氧树脂、醇酸树脂、聚烯烃树脂等的水性化仍然是当前研究重点。但是，现有直接生产水性树脂的技术不仅工艺复杂，成本高，而且树脂水性化后制成品的性能下降等问题，所以研究工作者考虑研究外加型乳化剂的方法。
[0003]外加型乳化剂的方法，能克服生产水性树脂的工艺复杂、成本高问题，但是传统的外加型乳化剂使产品性能下降，它是通过物理作用吸附于乳胶粒表面，在成膜过程中乳化剂会发生迁移至涂膜表面形成一层非化学键合的亲水乳化剂层，一旦遇水或受潮会导致涂膜吸水溶胀。而反应型乳化剂是由疏水基团、亲水基团和反应性基团组成，在成膜过程中反应性基团以化学键的方式键合到聚合物结构中，成为聚合物的一部分，能保持或提高产品的性能。
[0004]目前有关聚氨酯反应型阴
‑
非离子乳化剂的研究报道很少，中国专利CN113004481A公开了一种反应型聚氨酯乳化剂及其制备方法，以均苯四甲酸酐为起始原料制备磺化聚酯多元醇，封端过程中通过选用两种不同的封端剂，并控制投料比先制得两种半封端的预聚物，随后利用四官能的季戊四醇进行交联，最终得到末端带有反应型的双键以及特征官能团的聚氨酯乳化剂，其具有阴
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非离子特性；该方案制备过程的反应步骤多，工艺比较繁琐，其制备的乳化剂只适用于丙烯酸酯类双键的聚合反应。现有技术对反应型阴
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非离子乳化剂的报道很少，适用范围很窄，更没见到关于反应型聚氨酯阴
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非离子对高分子树脂水性化的报道。

技术实现思路

[0005]本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的上述技术问题之一。为此，本专利技术的目的在于提供一种反应型聚氨酯阴
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非离子乳化剂，该乳化剂的分子结构含有阴离子磺酸盐基和聚乙氧基链节非离子基，端头是活性官能的羟基、双键或环氧基，具有乳化剂的亲水亲油功能，还有化学反应功能。本专利技术的目的之二在于提供这种反应型聚氨酯阴
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非离子乳化剂的制备方法。本专利技术的目的之三在于提供这种反应型聚氨酯阴
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非离子乳化剂的应用。
[0006]本专利技术提供的反应型聚氨酯阴
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非离子乳化剂是一种分子结构含有磺酸盐基和聚乙氧基链节的端头带特征官能基的异氰酸酯预聚物。这种反应型聚氨酯阴
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非离子乳化剂可用于加入多种树脂的溶剂型体系中，混合搅拌均匀就能将溶剂型树脂转变成相应的水性树脂，这样在施工时只需加水就能将水性树脂进行乳化，再加水稀释至合适的粘度，就能喷
涂施工。本专利技术不仅节省了大量稀释用的溶剂，降低了成本，而且由于没有改变溶剂型树脂的配方，加入的反应型聚氨酯阴
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非离子乳化剂能参与化学键合反应，不会使制品性能下降，能实现溶剂型产品快速水性化的目标。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术所采取的技术方案是：
[0008]本专利技术的第一方面提供了一种反应型聚氨酯阴
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非离子乳化剂，所述乳化剂的分子结构含有阴离子磺酸盐基和非离子聚乙氧基链节；
[0009]所述乳化剂是由羟基化合物与磺酸盐改性二异氰酸酯进行反应制得；
[0010]所述羟基化合物包括含聚氧乙烯基链节的聚合物，或者是包括含聚氧乙烯基链节聚合物，以及一元醇、多元醇、羟基丙烯酸酯、环氧树脂中的至少一种；所述含聚氧乙烯基链节的聚合物包括聚乙二醇、脂肪醇聚氧乙烯醚中的至少一种。
[0011]优选的，所述反应型聚氨酯阴
‑
非离子乳化剂的结构式如式(Ⅰ)所示：
[0012][0013]式(Ⅰ)中，M表示碱金属离子或铵离子；
[0014]R表示含有氨基甲酸酯基的亚烷基链；
[0015]X表示羟基化合物的特征官能团，选自羟基、环氧基、双键或烷基；
[0016]R
’
表示羟基化合物除特征官能团外的剩余基团；
[0017]R”表示H，或者C12～C18的烃基；
[0018]n＝3～30。
[0019]进一步优选的，所述式(Ⅰ)中，M表示K离子或Na离子；
[0020]R表示含有氨基甲酸酯基的C1～C20亚烷基链；
[0021]X表示羟基化合物的特征官能团，选自羟基、环氧基、双键或C1～C20烷基；
[0022]R
’
表示羟基化合物除特征官能团外的剩余基团；
[0023]R”表示H，或者C12～C18的烃基；
[0024]n＝6～30。
[0025]优选的，所述羟基化合物与所述磺酸盐改性二异氰酸酯的摩尔比为(1.5～2)：1。
[0026]优选的，所述磺酸盐改性二异氰酸酯包括磺酸盐改性IPDI、磺酸盐改性HDI、磺酸盐改性TDI、磺酸盐改性MDI、磺酸盐改性HMDI中的至少一种。
[0027]优选的，所述磺酸盐改性二异氰酸酯是由小分子磺酸盐二元醇与二异氰酸酯反应制得。
[0028]小分子磺酸盐二元醇与二异氰酸酯反应生成磺酸盐改性二异氰酸酯的化学反应式如下：
[0029][0030]所述反应式(1)中，M为碱金属离子或铵离子；n＝1～6；R表示二异氰酸酯除两个
‑
NCO基团以外的剩余基团，R
’
表示烃基。
[0031]优选的，所述磺酸盐改性二异氰酸酯的平均分子量为300～2000。
[0032]本专利技术所采用的磺酸盐改性二异氰酸酯的结构特征：分子结构中至少含有一个磺酸盐基，两个端头是
‑
NCO基。因此磺酸盐改性二异氰酸酯与羟基化合物反应，根据不同的反应物料及不同的官能团配比，能生成分子结构含磺酸盐基的预聚物。
[0033]优选的，所述小分子磺酸盐二元醇包括1,2
‑
二羟基
‑3‑
丙磺酸钠、1,4
‑
二羟基丁烷
‑2‑
磺酸钠、二羧基苯磺酸钠与小分子多元醇的酯化物中的至少一种。
[0034]优选的，所述小分子多元醇包括3
‑
甲基
‑
1,5
‑
戊二醇、新戊二醇、乙二醇、环己二醇、甲基丙二醇、1,3
‑
丙二醇、1,4
‑
二羟甲基环己烷、1,4
‑
丁二醇、1,3
‑
丁二醇、1,5
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戊二醇、1,2
‑
丙二醇、二甘醇、四氢呋喃二本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种反应型聚氨酯阴
‑
非离子乳化剂，其特征在于，所述乳化剂的分子结构含有阴离子磺酸盐基和非离子聚乙氧基链节；所述乳化剂是由羟基化合物与磺酸盐改性二异氰酸酯进行反应制得；所述羟基化合物包括含聚氧乙烯基链节的聚合物，或者是包括含聚氧乙烯基链节聚合物，以及一元醇、多元醇、羟基丙烯酸酯、环氧树脂中的至少一种；所述含聚氧乙烯基链节的聚合物包括聚乙二醇、脂肪醇聚氧乙烯醚中的至少一种。2.根据权利要求1所述的一种反应型聚氨酯阴
‑
非离子乳化剂，其特征在于，所述乳化剂的结构式如式(Ⅰ)所示：式(Ⅰ)中，M表示碱金属离子或铵离子；R表示含有氨基甲酸酯基的亚烷基链；X表示羟基化合物的特征官能团，选自羟基、环氧基、双键或烷基；R
’
表示羟基化合物除特征官能团外的剩余基团；R”表示H，或者C12～C18的烃基；n＝3～30。3.根据权利要求1所述的一种反应型聚氨酯阴
‑
非离子乳化剂，其特征在于，所述羟基化合物与所述磺酸盐改性二异氰酸酯的摩尔比为(1.5～2)：1。4.根据权利要求1或3所述的一种反应型聚氨酯阴
‑
非离子乳化剂，其特征在于，所述磺酸盐改性二异氰酸酯包括磺酸盐改性IPDI、磺酸盐改性HDI、磺酸盐改性TDI、磺酸盐改性MDI、磺酸盐改性HMDI中的至少一种；和/或，所述磺酸盐改性二异氰酸酯是由小分子磺酸盐二元醇与二异氰酸酯反应制得；和/或，所述小分子磺酸盐二元醇包括1,2
‑
二羟基
‑3‑
丙磺酸钠、1,4
‑
二羟基丁烷
‑2‑
磺酸钠、二羧基苯磺酸钠与小分子多元醇的酯化物中的至少一种；和/或，所述二异氰酸酯包括IPDI、HDI、TDI、MDI、HMDI中的至少一种。5.根据权利要求1或3所述的一种反应型聚氨酯阴
‑
非离子乳化剂，其特征在于，所述羟基化合物中：一元醇包括甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、十醇、十二醇、十四醇、十六醇、十八醇、缩水甘油环氧丙醇中的至少一种；和/或，多元醇为二元醇或者分子中含有二个以上羟基的醇，包括3
‑
甲基
‑
1,5
‑
戊二醇、新戊二醇、2,2
‑
二(4
‑
羟基苯基)丙烷、乙二醇、一缩二乙二醇、环己二醇、甲基丙二醇、1,3
‑
丙二醇、1,4
‑
二羟甲基环己烷、1,4
‑
丁二醇、1,3
‑
丁二醇、1,5
‑
戊二醇、1,2
‑
丙二醇、二甘醇、四氢呋喃二醇、1,6
‑
己二醇、三甲基戊二醇、丁基乙基丙二醇、一缩二丙二醇、三丙二醇、乙基己二醇、十二碳二醇，三羟甲基丙烷、三羟甲基乙烷、1,2,6
‑
己三醇、季戊四醇、羟基硅油、聚酯多元醇、聚醚多元醇中...

【专利技术属性】
技术研发人员：周建明，周国豪，何绍群，
申请(专利权)人：佛山市精信汇明科技有限公司，
类型：发明
国别省市：