一种水性聚酯及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及一种水性聚酯及其制备方法和应用，所述水性聚酯的制备原料包括二元酸、二元醇、有机磺酸盐以及如(I)式所示的化合物，其中，R1选自H或C

【技术实现步骤摘要】
一种水性聚酯及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及高分子材料
，特别是涉及一种水性聚酯及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]水性聚酯树脂(Waterborne Polyester，WPE)是一种新型的水性树脂，通常是在热力学性能优良的聚酯基体链段中通过共聚的方式引入离子型结构单元，形成离子型共聚酯，目前主流的水性聚酯大致分为两个大类，一类为羧酸盐水性聚酯，一类为磺酸盐水性聚酯。
[0003]对于羧酸盐水性聚酯而言，其主要通过胺中和羧基成盐，从而溶解在水里，但是链段中的羧基易催化酯键水解断裂，破坏聚酯的性能；对于磺酸盐水性聚酯，其添加进聚酯体系中，通过引进磺酸盐，使得聚酯能够水溶，但是磺酸盐与聚酯的相容性较差，在样品长期储存后，易发生溶液絮凝分层的现象，同时，在长期储存过程中，酯键也会发生一定的水解，性能逐渐下降。
[0004]专利CN104629034 B通过在聚酯体系中引进仲醇和叔醇羟基，在酯键周边形成憎水环境，从而来提升样品的耐水解性，但是通过该法，仲羟基与叔羟基同样由于位阻的存在，其与酸反应较为困难，在合成过程中易发生大量的副反应，从而影响树脂的性能；专利CN103214663B通过对原料的筛选，提高样品的极性，从而来促进样品的溶解，但是仅用此方法，样品的酸值依然较高，无法从根本上来解决问题，且样品的储存稳定性不够；专利CN105694014 A合成超支化水性树脂，通过二羟甲基丙酸替换偏苯三甲酸酐，在利用位阻弱化羧基对酯键水解影响的同时引进大量的羟基，从而合成出耐水解的水性聚酯，但是该法合成出的样品一般Tg较低，且对于树脂本身而言，羧酸的存在仅能减缓水解的速率，无法从根本上解决耐水解的问题；专利CN111378102 B在聚酯体系中引进磺酸盐以及新戊二醇，通过形成的对称性聚合物分子间具有范德华氢键作用力，可减小水分子的侵入而提高酯键的耐水解能力，但是其磺酸盐的摩尔量占比仍旧较大，故其在长期保存条件下，会出现磺酸盐与聚酯不相容而产生的絮凝现象。
[0005]鉴于此，特提出本专利技术。

技术实现思路

[0006]本专利技术所要解决的技术问题是克服现有技术中的不足，提供一种优异耐水解、稳定性好的水性聚酯。
[0007]为解决上述技术问题，本专利技术采取的技术方案是：
[0008]本专利技术第一方面提供一种水性聚酯，所述水性聚酯的制备原料包括二元酸、二元醇、有机磺酸盐以及如(I)式所示的化合物，
[0009][0010]其中，R1选自H或C
1～10
烷基；
[0011]R2选自C
3～10
烷基；
[0012]R3、R4各自独立的选自H或C
1～6
烷基。
[0013]在另一优选例中，R1选自H或C
1～6
烷基；优选地，R1选自H或C
1～4
烷基；进一步优选地，R1选自H、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基中的一种。
[0014]优选地，R2选自C
3～6
烷基；进一步优选地，R2选自C
3～5
烷基；更进一步优选地，R2选自正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、仲戊基、叔戊基、新戊基中的一种。
[0015]优选地，R3、R4各自独立的选自H或C
1～4
烷基；进一步优选地，R3、R4各自独立的选自H或C
1～3
烷基；更进一步优选地，R3、R4各自独立的选自H、甲基、乙基中的一种。
[0016]优选地，所述(I)式所示的化合物选自二丁基丙二酸二乙酯、2
‑
丁基
‑2‑
乙基丙二酸、异戊基丙二酸二乙酯、丁基丙二酸二甲酯、二正丙基丙二酸二乙酯和二异丁基丙二酸二乙酯中的一种或多种。
[0017]优选地，所述(I)式所示的化合物的摩尔量占所述二元酸、所述有机磺酸盐以及所述(I)式所示的化合物三者总摩尔量的20～50％；优选为25～50％；进一步优选为30～50％；更进一步优选为32～50％，具体优选为32％、33％、34％、35％、36％、37％、38％、39％、40％、41％、42％、43％、44％、45％、46％、47％、48％、49％、50％等。
[0018]优选地，所述有机磺酸盐选自间苯二甲酸二甲酯
‑5‑
磺酸钠、间苯二甲酸
‑5‑
磺酸钠、间苯二甲酸双羟乙酯
‑5‑
磺酸钠、对苯二甲酸
‑5‑
磺酸钠中的一种或多种，进一步优选为间苯二甲酸二甲酯
‑5‑
磺酸钠。
[0019]优选地，所述有机磺酸盐的摩尔量占所述二元酸、所述有机磺酸盐以及所述(I)式所示的化合物三者总摩尔量的2～4％；优选为2～3.5％，具体优选为2.1％、2.2％、2.3％、2.4％、2.5％、2.6％、2.7％、2.8％、2.9％、3.0％、3.1％、3.2％、3.3％、3.4％等。
[0020]优选地，所述二元醇主链中碳原子数为奇数；优选地，所述二元醇主链中碳原子数选自自然数3～25中的奇数，进一步优选为3、5、7或9；更进一步优选地，所述二元醇选自新戊二醇、2
‑
甲基
‑
1,3
‑
丙二醇、2
‑
甲基
‑
2,4
‑
戊二醇、1,2
‑
丙二醇和2,2,4
‑
三甲基
‑
1,3
‑
戊二醇中的一种或多种。
[0021]优选地，所述二元酸选自芳香族二元酸和/或脂肪族二元酸；进一步优选地，所述芳香族二元酸选自间苯二甲酸和/或对苯二甲酸。
[0022]进一步优选地，所述脂肪族二元酸的碳原子数为3～10；更进一步优选为3～6；再进一步优选地，所述脂肪族二元酸选自己二酸和/或丁二酸。
[0023]优选地，所述二元醇与所述二元酸、所述有机磺酸盐以及所述(I)式所示的化合物三者总摩尔的比为(1.5～2.0)：1；优选为(1.5～1.9)：1，具体优选为1.55：1、1.6：1、1.65：1、1.7：1、1.75：1、1.8：1、1.85：1等。
[0024]本专利技术第二方面提供一种上述任一项所述的水性聚酯的制备方法，其中，所述制备方法包括：
[0025](1)将二元酸、二元醇、有机磺酸盐、如(I)式所示的化合物以及催化剂投入反应器中，将反应体系升温进行酯化反应，获得中间产物；
[0026](2)所述酯化反应结束后，将所述中间产物进行缩聚反应，得到所述水性聚酯。
[0027]优选地，步骤(1)中，所述升温包括第一升温和第二次升温；优选地，控制所述第一次升温至100～140℃；进一步优选为110～130℃，具体优选为115℃、120℃、125℃、130℃等。
[0028]优选地，控制所述第二次升温至220～240℃；进一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水性聚酯，其特征在于，所述水性聚酯的制备原料包括二元酸、二元醇、有机磺酸盐以及如(I)式所示的化合物，其中，R1选自H或C
1～10
烷基；R2选自C
3～10
烷基；R3、R4各自独立的选自H或C
1～6
烷基。2.根据权利要求1所述的水性聚酯，其特征在于，R1选自H或C
1～6
烷基；优选地，R1选自H或C
1～4
烷基；进一步优选地，R1选自H、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基中的一种；优选地，R2选自C
3～6
烷基；进一步优选地，R2选自C
3～5
烷基；更进一步优选地，R2选自正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、仲戊基、叔戊基、新戊基中的一种；优选地，R3、R4各自独立的选自H或C
1～4
烷基；进一步优选地，R3、R4各自独立的选自H或C
1～3
烷基；更进一步优选地，R3、R4各自独立的选自H、甲基、乙基中的一种；优选地，所述(I)式所示的化合物选自二丁基丙二酸二乙酯、2
‑
丁基
‑2‑
乙基丙二酸、异戊基丙二酸二乙酯、丁基丙二酸二甲酯、二正丙基丙二酸二乙酯和二异丁基丙二酸二乙酯中的一种或多种。3.根据权利要求1或2所述的水性聚酯，其特征在于，所述(I)式所示的化合物的摩尔量占所述二元酸、所述有机磺酸盐以及所述(I)式所示的化合物三者总摩尔量的20～50％；优选为25～50％；进一步优选为30～50％；更进一步优选为32～50％。4.根据权利要求1所述的水性聚酯，其特征在于，所述有机磺酸盐选自间苯二甲酸二甲酯
‑5‑
磺酸钠、间苯二甲酸
‑5‑
磺酸钠、间苯二甲酸双羟乙酯
‑5‑
磺酸钠、对苯二甲酸
‑5‑
磺酸钠中的一种或多种，进一步优选为间苯二甲酸二甲酯
‑5‑
磺酸钠；优选地，所述有机磺酸盐的摩尔量占所述二元酸、所述有机磺酸盐以及所述(I)式所示的化合物三者总摩尔量的2～4％；优选为2～3.5％。5.根据权利要求1所述的水性聚酯，其特征在于，所述二元醇主链中碳原子数为奇数；优选地，所述二元醇主链中碳原子数选自自然数3～25中的奇数，进一步优选为3、5、7或9；更进一步优选地，所述二元醇选自新戊二醇、2
‑
甲基
‑
1,3
‑
丙二醇、2
‑
甲基
...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁其岳，邹浩，吕顺，
申请(专利权)人：苏州瀚海新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：