[發(fā)明專利]一種香豆素改性的聚氨酯增稠劑及其制備方法與應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810166676.6
• 申請日: 2018-02-28
• 公開（公告）號: CN108383977B
• 公開（公告）日: 2020-01-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 任碧野;杜柱康
• 申請（專利權(quán)）人: 華南理工大學(xué)
• 主分類號: C08G18/80
• 分類號: C08G18/80;C08G18/76;C08G18/75;C08G18/73;C08G18/48
• 代理公司: 44245 廣州市華學(xué)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 向玉芳

本發(fā)明公開了一種香豆素改性的聚氨酯增稠劑及其制備方法與應(yīng)用。該制備方法是在氮氣保護下，將7‐羥基香豆素，鹵代脂肪醇溶于二甲基甲酰胺，在70‐90℃反應(yīng)6‐12小時后，過濾，洗滌，干燥后得到封端劑；然后在氮氣保護下，將聚乙二醇和甲苯混合物升溫除水；待溶液冷卻至30‐50℃后加入第二催化劑和二異氰酸酯，升溫至60‐80℃反應(yīng)3‐12小時，得到聚氨酯預(yù)聚體的甲苯溶液；加入封端劑，升溫至60‐100℃繼續(xù)反應(yīng)封端2‐8小時。該增稠劑無毒，具有良好的儲存穩(wěn)定性。其溶液粘度和模量隨著365nm紫外光照射時間延長而增大，再經(jīng)254nm紫外光照射下逐漸減小，從而達到通過光輻射來調(diào)控溶液粘度和模量的目的。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種聚氨酯締合型增稠劑，特別是涉及一種香豆素改性的聚氨酯增稠劑及其制備方法；該增稠劑為一種可通過光輻射調(diào)控溶液粘度的疏水改性締合型增稠劑，屬于聚氨酯材料領(lǐng)域。

背景技術(shù)

締合型增稠劑是一類疏水改性的水溶液聚合物，具有優(yōu)異的增稠性和流變性，因此其作為一種流變助劑，被廣泛應(yīng)用于涂料、油墨、粘合劑、化妝品、食品、建筑材料等領(lǐng)域。締合型增稠劑的分子鏈一般由親水的主鏈和末端疏水基團組成，主要包括疏水改性聚氨酯締合增稠劑(HEUR)、疏水改性堿溶或堿溶脹乳液(HASE)和疏水改性纖維素類(HMHEC)。由于HMHEC易受微生物破壞和HASE對電解質(zhì)敏感的缺陷，所以HEUR是目前最具有代表性和應(yīng)用前景最為廣泛的締合型增稠劑。

HEUR作為一種水溶性聚合物，具有特殊“疏水-親水-疏水”的三嵌段結(jié)構(gòu)，其分子結(jié)構(gòu)是由親水的主鏈和疏水的末端基組成，親水和疏水段之間由異氰酸酯和羥基生成的氨基甲酸酯基團所連接。當(dāng)HEUR濃度在臨界聚集濃度以上時，HEUR在水溶液中形成玫瑰花型的膠束。疏水段相互締合形成膠束內(nèi)核，親水主鏈則形成閉合環(huán)。而在較高濃度下，親水鏈之間相互塔橋形成膠束間的橋鏈，從而形成動態(tài)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，并導(dǎo)致溶液體系粘度的增加。雖然疏水末端基在分子鏈中占比很低，但是其決定了HEUR的增稠效果。傳統(tǒng)的HEUR主要以聚醚多元醇或聚酯作為分子的親水主鏈，疏水末端基則有烷基酚化合物，氟碳化合物，脂肪醇或者樹形分子化合物。如中國發(fā)明專利申請“一種聚氨酯增稠劑的制備方法”(CN101096475A)和“一種水性聚氨酯增稠劑的制備方法”(CN 1840587A)，以及“聚(氨酯-脲)締合型增稠劑及其制備方法和應(yīng)用”(CN 102146230 A)公開的線型結(jié)構(gòu)的聚氨酯增稠劑，都屬于這類傳統(tǒng)的聚氨酯增稠劑。

最近，Nicolai等報導(dǎo)了一種甲基丙烯酸酯封端的疏水締合增稠劑(Macromolecules 2011,44,8225–8232；Macromolecules,2015,48,7995–8002)，并系統(tǒng)研究了其丙烯酸酯疏水末端基聚合對溶液流變性能的影響。在溶液中添加微量的光引發(fā)劑，照射紫外光后，溶液的粘度和模量大大地提高，動態(tài)網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)變?yōu)楣潭ňW(wǎng)絡(luò)，溶液不能松弛。在水性涂料中，交聯(lián)后的增稠劑難以遷移，可以提高漆膜的耐水性。但是，該增稠劑的丙烯酸酯能夠自聚，儲存穩(wěn)定性較差；使用時需添加有毒的光引發(fā)劑，大大限制了其在化妝品，食品等特殊領(lǐng)域的使用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種能在365nm紫外光照射下聚合，聚合后溶液的粘度和模量大大提升，可通過照射紫外光來大大提高增稠劑的增稠效率，減少增稠劑的用量的可光交聯(lián)的香豆素疏水改性的聚氨酯締合型增稠劑及其制備方法。

本發(fā)明另一目的在于提供所述聚氨酯締合型增稠劑在含水體系增稠中的應(yīng)用。

香豆素能夠在365nm紫外光照射聚合，254nm紫外光照射解聚，是一種無毒、具有良好生物相容性的光響應(yīng)化合物。香豆素的儲存穩(wěn)定性良好，不會發(fā)生自聚。因此將香豆素作為功能基團引進到聚氨酯締合型增稠劑中，可以制備得到一種無毒，儲存穩(wěn)定性良好的香豆素改性的疏水締合型增稠劑。到目前為止，香豆素及其衍生物作為封端劑來制備新型聚氨酯增稠劑的技術(shù)還未見報道。