本发明专利技术涉及一种氨基磺酸盐改性异氰酸酯三聚体及其制备方法，改性异氰酸酯三聚体由异氰酸酯三聚体、氨基磺酸盐组成。制备方法包括：首先用脂肪族二胺与环状磺内酯反应，制备氨基磺酸盐；然后使用氨基磺酸盐与异氰酸酯三聚体进行反应，即得。本发明专利技术所制备的氨基磺酸盐改性异氰酸酯三聚体，用作含羟基聚丙烯酸酯乳液或单组份水性聚氨酯的交联剂，具有良好的水分散性、相容性和室温固化性能，形成薄膜的耐水性、拉伸强度及断裂伸长率显著提高；制备工艺简单，成本低，具有良好的应用前景。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于改性异氰酸酯三聚体及其制备领域，特别涉及。
技术介绍
异氰酸酯三聚体是聚氨酯工业最重要的原材料。其作为交联剂，与羟基组分组成水性双组份聚氨酯涂料，具有许多优异的性能，如附着力强、耐磨性好、弹性可调、可以制成极硬到极柔软的涂层，广泛应用于汽车、木器、工业维护、塑料等领域。但是传统的溶剂型异氰酸酯三聚体所形成的涂料含有对人体和环境有害的挥发性有机化合物，如甲苯、二甲苯等等。随着人们环境意识的增强和环保法规的建立，其应用越来越受到限制。水性聚氨酯涂料使用水作为溶剂，具有无毒、无害、无污染、节省能源等优点，正在逐步取代传统的溶剂型涂料。但是异氰酸酯三聚体由于亲油性较强，因此不能直接分散或乳化在水中，必须对其进行亲水改性，才能用于水性体系中与含羟基官能团的水性分散体进行交联固化。国外有许多专利对异氰酸酯三聚体的亲水改性进行了报道，美国专利US 3，996，154，US 4，433，095，介绍了用聚乙二醇单醚对芳香族异氰酸酯三聚体进行亲水改性。EP 206，059及US 5，200，489对使用含羟基聚醚改性脂肪族异氰酸酯三聚体亲水改性进行了报道。但是非离子聚醚类的亲水改性降低了异氰酸酯三聚体的官能度和交联密度， 致使涂膜的耐化学品性和耐水性能较差。所以在对异氰酸酯三聚体进行亲水改性的同时如何提高其交联密度和耐水性是如今制备优良亲水性异氰酸酯三聚体需要解决的一个难题。近年来，国内外有文献报道采用磺酸盐改性多异氰酸酯。Hsaing等采用4，4_二羟基丁烷磺酸钠合成了一种用于丙烯酸酯涂料的WPU型分散剂，能够使多异氰酸酯均勻的分散在丙烯酸酯涂料中HSAING M L, CHANG C H,CHAN M H et al. A study of polyurethane ionomer dispersant. Journal of Applied Polymer Science,2005,96 (1) :103-111.]， 而左海丽等用合成的1，2- 二羟基-3-丙磺酸钠及聚氧化丙烯二醇制备了兼具磺酸盐和羧酸盐的多异氰酸酯固化剂，所制得的涂膜的综合性能良好左海丽，吴晓青，崔璐娟.含有磺酸和羧酸基团的水性聚氨酯的研究.中国胶粘剂，2007，16⑴11-15.。磺酸盐虽然可以赋予三聚体良好的亲水性，使其具有良好的固化、耐化学品性能，但是其弱点是降低了交联度。氨基能够与异氰酸酯基团反应，生成缩二脲，可以显著提高涂膜的交联程度。目前尚未见到通过氨基磺酸盐改性异氰酸酯三聚体的相关报道和专利。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供，该异氰酸酯三聚体，用作含羟基聚丙烯酸酯乳液或单组份水性聚氨酯的交联剂，具有良好的水分散性、相容性和室温固化性能，形成薄膜的耐水性、拉伸强度及断裂伸长率显者提尚。本专利技术的一种氨基磺酸盐改性异氰酸酯三聚体，所述改性异氰酸酯三聚体结构通权利要求1. 一种氨基磺酸盐改性异氰酸酯三聚体，其特征在于所述改性异氰酸酯三聚体结构通式如下2.根据权利要求1所述的一种氨基磺酸盐改性异氰酸酯三聚体，其特征在于所述改性异氰酸酯三聚体结构通式中NH(CH)mNH(CH)nSO3-Na+为分子量180 360的氨基磺酸盐， 分子量占改性异氰酸酯三聚体总分子量的10 35%。3.根据权利要求1所述的一种氨基磺酸盐改性异氰酸酯三聚体，其特征在于所述氨基磺酸盐改性异氰酸酯三聚体为N- (2-氨基乙基)-氨基丁烷磺酸钠改性异氰酸酯三聚体。4.一种氨基磺酸盐改性异氰酸酯三聚体的制备方法，包括(1)将脂肪族二胺与环状磺内酯按摩尔比1 1 10 1混合并溶解于水中，在催化剂作用下于10 100°C反应1 6小时，将产物清洗、成盐、过滤、干燥，得氨基磺酸盐；(2)将上述氨基磺酸盐与异氰酸酯三聚体按摩尔比1 1 6 1混合并溶解于混合溶剂中，在催化剂作用下于20 100°C反应30 120min，反应结束后，将产物进行旋蒸，最后再放置在惰性溶剂中，滤去杂质，得氨基磺酸盐改性异氰酸酯三聚体。5.根据权利要求4所述的一种氨基磺酸盐改性异氰酸酯三聚体的制备方法，其特征在于所述步骤⑴中的脂肪族二胺结构式为NH2(CH2)mNH2,环状磺内酯结构式为(CH2)nSO3H, m为2 10的整数，η为2 6的整数。6.根据权利要求4所述的一种氨基磺酸盐改性异氰酸酯三聚体的制备方法，其特征在于所述步骤(1)和O)中的催化剂为二月桂酸二丁基锡、马来酸二丁基锡、二乙酸二丁基锡、辛酸亚锡、环烷酸锡、环烷酸铅或环烷酸钴。7.根据权利要求4所述的一种氨基磺酸盐改性异氰酸酯三聚体的制备方法，其特征在于所述步骤O)中的混合溶剂为酮类溶剂与二甲亚砜、N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺中的一种或几种的混合物。8.根据权利要求7所述的一种氨基磺酸盐改性异氰酸酯三聚体的制备方法，其特征在于所述酮类溶剂为丙酮、丁酮、环己酮或甲基异丁酮。9.根据权利要求4所述的一种氨基磺酸盐改性异氰酸酯三聚体的制备方法，其特征在于所述步骤O)中的惰性溶剂为苯、甲苯、二甲苯或石油醚。全文摘要本专利技术涉及，改性异氰酸酯三聚体由异氰酸酯三聚体、氨基磺酸盐组成。制备方法包括首先用脂肪族二胺与环状磺内酯反应，制备氨基磺酸盐；然后使用氨基磺酸盐与异氰酸酯三聚体进行反应，即得。本专利技术所制备的氨基磺酸盐改性异氰酸酯三聚体，用作含羟基聚丙烯酸酯乳液或单组份水性聚氨酯的交联剂，具有良好的水分散性、相容性和室温固化性能，形成薄膜的耐水性、拉伸强度及断裂伸长率显著提高；制备工艺简单，成本低，具有良好的应用前景。文档编号C07D251/30GK102516187SQ20111040118公开日2012年6月27日 申请日期2011年12月6日 优先权日2011年12月6日专利技术者张松涛, 陈大俊 申请人:东华大学本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：陈大俊，张松涛，
申请(专利权)人：东华大学，
类型：发明
国别省市：
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