【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及化学合成领域，尤其涉及一种应用于酸性树脂乳化的乳化剂的制备方法及其应用。
技术介绍
1、随着国家对环保要求的提高，限制了voc的排放，化工行业整体都在逐步向着“水性化”转型， 但酸性树脂的水性化却存在着瓶颈，目前市面上大部分厂家还在使用烷基磺酸钠、烷基苯磺酸盐、醚类非离子助剂等外乳化剂将油性的酸性树脂乳化成水性乳液。由于外乳化剂在成膜时并不会与酸性树脂乳液中的主要成分发生反应，因此成膜后会游离于体系中形成乳化剂残留，而相对亲水的小分子乳化剂容易游离富集，在涂膜中形成水入侵通道，降低涂膜耐水性。
2、中国专利公开号cn113736029a公开了一种核壳结构的氯乙烯共聚乳液及其制备方法，制备时用到的阴离子乳化剂与非离子乳化剂的结构中没有双键、羟基等反应性基团，因此即使在引发剂的作用下，也不会参与软单体与硬单体的扩链反应。乳液固化后，阴离子乳化剂与非离子乳化剂皆以外乳化剂的方式残留在水性聚氯乙烯共聚体体系中，对共聚体的耐水性存在影响。
3、中国专利公开号cn112708304a公开了一种水性油墨用马来松香酯丙烯酸酯复合乳液的制备方法，同样也用到烷基磺酸钠、烷基苯磺酸盐、醚类非离子助剂等乳化剂来对马来松香酯与丙烯酸酯进行乳化。水性马来松香酯丙烯酸酯复合乳液成膜时，乳化剂并不会与乳液中的有效成分发生反应，会游离于体系中形成乳化剂残留，对涂膜的耐水性存在影响。
4、中国专利公开号cn112724421a公开了一种醇酸树脂乳液的制备方法，这是一种利用改性环氧乳化剂来制备水性醇酸树脂乳液的制备方
5、参考上述专利技术专利发现，制备出一种可以参与树脂体系固化反应的乳化剂，将有效促进酸性树脂的水性化，提高涂膜的耐水性。
技术实现思路
1、本专利技术提供一种应用于酸性树脂乳化的乳化剂的制备方法，制备得到的乳化剂在对酸性树脂有良好乳化作用的同时，还能参与树脂体系的固化反应，没有乳化剂的残留。
2、本专利技术解决其技术问题采用以下技术方案：
3、一种应用于酸性树脂乳化的乳化剂的制备方法，包括以下步骤：
4、s1：将亲水性二异氰酸酯和封闭剂反应，制备得到封闭剂部分封端的亲水性异氰酸酯；
5、s2：将封闭剂部分封端的亲水性异氰酸酯加入助溶剂和二元胺反应，制备得到应用于酸性树脂乳化的乳化剂。
6、作为一种优选方案，步骤s1中，将亲水性二异氰酸酯和封闭剂在不升温状态下反应2~4h，在升温至45~85℃反应4~6h，检测nco达到理论值后降至常温，制备得到封闭剂部分封端的亲水性异氰酸酯。步骤s2中，将制备得到的封闭剂部分封端的亲水性异氰酸酯在助溶剂环境下，搅拌混合至不再升温，加入二元胺，温度维持在50~60℃，反应4~6小时，得到应用于酸性树脂乳化的乳化剂。
7、作为一种优选方案，所述封闭剂和二元胺的摩尔数之和与亲水性二异氰酸酯的摩尔数之比为（2.1-2）：1。
8、作为一种优选方案，所述的封闭剂的摩尔数与二元胺的摩尔数之比为1：（1-1.1）。
9、作为一种优选方案，所述的亲水性二异氰酸酯是水性tdi、水性mdi、水性ipdi、水性hdi、水性hmdi的至少一种，由佛山市精信汇明科技有限公司提供。
10、作为一种优选方案，所述的封闭剂为一种含活泼氢的化合物，包括甲醇、乙醇、异丙醇、叔丁醇、1，4-丁二醇、新戊二醇、丙二醇、丙二醇单甲醚、甲乙酮肟、丙酮肟、甲基异丁基肟、咪唑、2-甲基吡唑、3,5-二甲基吡唑、3-甲基-5-乙基吡唑、3-乙基-5-丙基吡唑、乙酰丙酮、乙酰乙酸乙酯、丙二酸二乙酯、己内酰胺、苯酚、邻苯二酚中的至少一种。
11、作为一种优选方案，所述的助溶剂包括丙二醇甲醚醋酸酯、丙二醇二醋酸酯、丙二醇多元醚醋酸酯、n-甲基吡咯烷酮、醋酸乙酯、醋酸丁酯、环己酮、丙酮的至少一种；
12、作为一种优选方案，所述二元胺包括乙二胺基乙磺酸钠（50%水溶液）、2，4-二氨基苯磺酸钠、乙二胺、丙二胺、环己二胺、二乙基甲苯二胺中的至少一种。
13、本专利技术还提供了一种应用于酸性树脂乳化的乳化剂在酸性树脂乳化方面的应用。
14、作为一种优选方案，所述酸性树脂包括丙烯酸树脂、聚氨酯树脂、醇酸树脂、不饱和聚酯树脂、松香树脂、三元氯醋树脂中的一种。
15、所述的一种酸性树脂的乳化方法是通过在酸性树脂中添加应用于酸性树脂乳化的乳化剂进行乳化分散来实现的。
16、所述的应用于酸性树脂乳化的乳化剂是一种一端头带胺基、另一端头被封端的异氰酸酯。
17、所述的应用于酸性树脂乳化的乳化剂是由亲水性二异氰酸酯与封闭剂在助溶剂环境下进行部分封端反应，再加入二元胺进行二次封端而成的。
18、所述的一种酸性树脂的乳化方法是在四口反应瓶中，加入酸性树脂与应用于酸性树脂乳化的乳化剂，酸性树脂与应用于酸性树脂乳化的乳化剂的质量比为（10~30）：1;在常温下，在功率为1000w以上大功率搅拌器的作用下，转速为1500~2000r/min，分次加入水进行乳化，每次添加水的质量为添加水质量总和的30~60%，分2~3次加完；添加水质量总和与酸性树脂的质量之比为50~100%；出料得到水性树脂。
19、所述的酸性树脂若为固体树脂，需要加入有机溶剂制备成溶液形式并适当加温再进行乳化，具体固含量根据溶液的粘度而定。
20、本专利技术提供的应用于酸性树脂乳化的乳化剂的分子结构中引入了强亲水基磺酸盐基，并且在乳化酸性树脂时，乳化剂结构中的胺基会与酸性树脂的羧基进行中和反应生成亲水性好的铵盐，乳化剂结构中的亲水基与新生成的铵盐将油性树脂的分子包裹住，形成水包油的形式进行内乳化，使酸性树脂顺利分散在水中大大提高了所乳化得到水性树脂的水溶性。
21、应用于酸性树脂乳化的乳化剂的分子结构中带有胺基，胺基会与酸性树脂中的羧基发生反应生成亲水性好的铵盐，使体系存在比添加的乳化剂更多的亲水基团，仅需添加5~10%即可达到很好的乳化的效果。
22、用应用于酸性树脂乳化的乳化剂制备的水性树脂在高温固化时，乳化剂结构中的胺基会与酸性树脂中的羧基发生聚合反应生成酰胺基，被封闭的异氰酸酯基也会在高温下解封并与树脂中的羟基反应生成氨基甲酸酯基，因此乳化剂成为了固化树脂结构中的一部分，避免了因为残留的乳化剂而影响到水性产品的耐水性等化学性能。
23、根据上述总结出本专利技术与现有技术相比的优点如下：
24、1、本专利技术成本低。现有技术生产水性产品需要用到原料质量的1-3倍的低沸点溶剂进行生产，而本专利技术除了乳化固体树脂时需要对固体树脂进行溶解外，无需额外添加有机溶剂即可生产水性产品，后续稀释也可以用水替代有机溶剂。
<本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种应用于酸性树脂乳化的乳化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的一种应用于酸性树脂乳化的乳化剂的制备方法，其特征在于，步骤S1中，将亲水性二异氰酸酯和封闭剂在不升温状态下反应2-4h，再升温至45~85℃反应4~6h，检测NCO达到理论值后降至常温，制备得到封闭剂部分封端的亲水性异氰酸酯。步骤S2中，将制备得到的封闭剂部分封端的亲水性异氰酸酯在助溶剂环境下，搅拌混合至不再升温，加入二元胺，温度维持在50~60℃，反应4~6小时，得到应用于酸性树脂乳化的乳化剂。
3.如权利要求1所述的一种应用于酸性树脂乳化的乳化剂的制备方法，其特征在于，所述封闭剂和二元胺的摩尔数之和与亲水性二异氰酸酯的摩尔数之比为（2.1-2）：1。
4.如权利要求1所述的一种应用于酸性树脂乳化的乳化剂的制备方法，其特征在于，所述的封闭剂的摩尔数与二元胺的摩尔数之比为1：（1-1.1）。
5.如权利要求1所述的一种应用于酸性树脂乳化的乳化剂的制备方法，其特征在于，所述的亲水性二异氰酸酯是水性TDI、水性MDI、水性IPDI、水性HDI
6.如权利要求1所述的一种应用于酸性树脂乳化的乳化剂的制备方法，其特征在于，所述的封闭剂属于一种含活泼氢的化合物，包括甲醇、乙醇、异丙醇、叔丁醇、1，4-丁二醇、新戊二醇、丙二醇、丙二醇单甲醚、甲乙酮肟、丙酮肟、甲基异丁基肟、咪唑、2-甲基吡唑、3,5-二甲基吡唑、3-甲基-5-乙基吡唑、3-乙基-5-丙基吡唑、乙酰丙酮、乙酰乙酸乙酯、丙二酸二乙酯、己内酰胺、苯酚、邻苯二酚中的至少一种。
7.如权利要求1所述的一种应用于酸性树脂乳化的乳化剂的制备方法，其特征在于，所述的助溶剂包括丙二醇甲醚醋酸酯、丙二醇二醋酸酯、丙二醇多元醚醋酸酯、N-甲基吡咯烷酮、醋酸乙酯、醋酸丁酯、环己酮、丙酮中的至少一种。
8.如权利要求1所述的一种应用于酸性树脂乳化的乳化剂，其特征在于，所述二元胺包括乙二胺基乙磺酸钠（50%水溶液）、2，4-二氨基苯磺酸钠、乙二胺、丙二胺、环己二胺、二乙基甲苯二胺中的至少一种。
9.如权利要求1-8所述的一种应用于酸性树脂乳化的乳化剂在酸性树脂的乳化方面的应用。
10.如权利要求9所述的一种应用于酸性树脂乳化的乳化剂的应用，其特征在于，所述酸性树脂包括丙烯酸树脂、聚氨酯树脂、醇酸树脂、不饱和聚酯树脂、松香树脂、三元氯醋树脂中的其中一种。
...【技术特征摘要】
1.一种应用于酸性树脂乳化的乳化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的一种应用于酸性树脂乳化的乳化剂的制备方法，其特征在于，步骤s1中，将亲水性二异氰酸酯和封闭剂在不升温状态下反应2-4h，再升温至45~85℃反应4~6h，检测nco达到理论值后降至常温，制备得到封闭剂部分封端的亲水性异氰酸酯。步骤s2中，将制备得到的封闭剂部分封端的亲水性异氰酸酯在助溶剂环境下，搅拌混合至不再升温，加入二元胺，温度维持在50~60℃，反应4~6小时，得到应用于酸性树脂乳化的乳化剂。
3.如权利要求1所述的一种应用于酸性树脂乳化的乳化剂的制备方法，其特征在于，所述封闭剂和二元胺的摩尔数之和与亲水性二异氰酸酯的摩尔数之比为（2.1-2）：1。
4.如权利要求1所述的一种应用于酸性树脂乳化的乳化剂的制备方法，其特征在于，所述的封闭剂的摩尔数与二元胺的摩尔数之比为1：（1-1.1）。
5.如权利要求1所述的一种应用于酸性树脂乳化的乳化剂的制备方法，其特征在于，所述的亲水性二异氰酸酯是水性tdi、水性mdi、水性ipdi、水性hdi、水性hdmi的至少一种，由佛山市精信汇明科技有限公司提供。
6.如权利要求1所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：周国豪，周建明，陆佩仪，
申请(专利权)人：襄阳精信汇明科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。