[發(fā)明專利]一種雙重刺激響應(yīng)的聚氨酯締合型增稠劑及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810166420.5
• 申請(qǐng)日: 2018-02-28
• 公開（公告）號(hào): CN108264629B
• 公開（公告）日: 2020-01-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 任碧野;杜柱康;柯康
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華南理工大學(xué)
• 主分類號(hào): C08G18/66
• 分類號(hào): C08G18/66;C08G18/28;C08G18/10;C08G18/48
• 代理公司: 44245 廣州市華學(xué)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 向玉芳

本發(fā)明公開了一種雙重刺激響應(yīng)的聚氨酯締合型增稠劑及其制備方法。該制備方法是在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，將4?羥基偶氮苯甲醇和鹵代烷基二茂鐵溶解，加入縛酸劑，完全反應(yīng)后，趁熱過濾，收集濾液，待濾液冷卻到室溫，將濾液倒入飽和食鹽水中，得到黃色沉淀物；過濾，洗滌沉淀，重結(jié)晶，得到封端劑；在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，將聚乙二醇和甲苯混合物升溫，除水；待溶液冷卻后加入催化劑和二異氰酸酯，升溫反應(yīng)，得到聚氨酯預(yù)聚體的甲苯溶液；加入封端劑，升溫至70?100℃繼續(xù)反應(yīng)封端。本發(fā)明增稠劑能夠在較低的用量下有效提高水溶液的粘度，紫外光照之后，溶液的粘度會(huì)小幅度下降；氧化之后，溶液粘度會(huì)較大的降低；同時(shí)光照和氧化之后，溶液的粘度大幅下降。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種聚氨酯締合型增稠劑，特別是涉及一種疏水改性乙氧化聚氨酯，屬于高分子締合型增稠劑；該增稠劑具有氧化還原和光照可逆刺激響應(yīng)性能；在施加不同的外界刺激下，能夠?qū)υ龀韯┑恼扯冗M(jìn)行多重調(diào)控。

技術(shù)背景

增稠劑是一種常用的化工流變助劑，因?yàn)榭梢蕴岣呷芤旱恼扯群土髯冃阅埽粡V泛的應(yīng)用于涂料、食品、化妝品、建筑等領(lǐng)域。當(dāng)在水性溶液中加入增稠劑之后，通過增稠劑分子之間的相互作用，使得溶液的粘度發(fā)生變化，可以滿足不同體系對(duì)于產(chǎn)品的粘度和流變性的不同施工需求。

增稠劑的種類主要分為無(wú)機(jī)增稠劑、纖維素類增稠劑、聚丙烯酸增稠劑以及聚氨酯締合型增稠劑(HEUR)。締合型聚氨酯增稠劑由疏水和親水部分組成，主要通過疏水部分的相互作用力形成締合。締合型聚氨酯增稠劑是在親水鏈端接有疏水的封端劑，在水溶液中能夠自組裝形成膠束。如此同時(shí)，一個(gè)增稠劑分子的兩個(gè)疏水端可能在分別存在于兩個(gè)膠束之間，形成搭橋，從而增強(qiáng)了溶液粘度。但是這種分子間作用力相對(duì)較弱，在剪切力作用下可以使這種締合作用降低，使得粘度降低。剪切力出去后，這種締合結(jié)構(gòu)又能重新形成，回復(fù)到之前的粘度。HEUR增稠劑具有增稠效果高、有極強(qiáng)的牛頓流動(dòng)特性、不易形成噴濺效果、環(huán)保并且具有優(yōu)異的耐水性和透明性等諸多優(yōu)點(diǎn)，被廣泛的應(yīng)用于水性漆和涂料中。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種雙重刺激響應(yīng)型高分子增稠劑，在用量很少下，對(duì)水溶液具有很好的增稠效果；進(jìn)行紫外光照射之后，其粘度會(huì)下降；氧化之后，粘度下降的程度會(huì)相對(duì)較大；同時(shí)紫外光照和氧化，溶液的粘度會(huì)大幅度下降。

本發(fā)明另一目的在于提供所述雙重刺激響應(yīng)型高分子增稠劑的制備方法。

本發(fā)明新型聚氨酯締合型增稠劑是以含有偶氮苯和二茂鐵基團(tuán)的雙重刺激響應(yīng)官能團(tuán)作為封端劑。雙重刺激響應(yīng)的封端劑是將4-羥基偶氮苯甲醇、鹵代烷基二茂鐵通過親核取代醚化反應(yīng)制備得到。隨后將封端劑與聚氨酯預(yù)聚體反應(yīng)，粗產(chǎn)物經(jīng)過沉淀、干燥后得到聚氨酯締合增稠劑。

二茂鐵/偶氮苯HEUR的分子量通常在2-5萬(wàn)，兩端含有直鏈的疏水封端劑，封端劑中含有偶氮苯基團(tuán)、柔性烷基鏈以及二茂鐵基團(tuán)。偶氮苯基團(tuán)賦予了聚合物的光可逆刺激響應(yīng)性能，二茂鐵基團(tuán)使得聚合物具有可逆的氧化還原性能。當(dāng)偶氮苯基團(tuán)在紫外光照射下，發(fā)生順反異構(gòu)的過程中，其親水性會(huì)發(fā)生較小的變化；二茂鐵的氧化還原會(huì)導(dǎo)致其親水性發(fā)生較大的變化；同時(shí)施加紫外光照和氧化劑，聚合物的親水性會(huì)發(fā)生更大的變化。將該增稠劑溶于水中后，具有很強(qiáng)的增稠效果，當(dāng)進(jìn)行紫外光照之后，偶氮苯的順反異構(gòu)會(huì)使得增稠劑分子的親水性略微增加，膠束間的締合作用相對(duì)減弱，最終引起體系的粘度降低。當(dāng)加入氧化劑之后，二茂鐵基團(tuán)轉(zhuǎn)化為二茂鐵鹽，其親水性增加程度較大，膠束的締合效應(yīng)減弱的更多，會(huì)導(dǎo)致體系的粘度降低程度變大。當(dāng)同時(shí)施加紫外光照和氧化劑，體系的粘度會(huì)大幅下降。本發(fā)明的雙重刺激響應(yīng)增稠劑能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)體系的粘度三重調(diào)控，并且能夠?qū)φ扯茸兓某潭冗M(jìn)行調(diào)控。