[發(fā)明專(zhuān)利]一種超支化水溶性聚氨酯及其制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911079491.2
• 申請(qǐng)日: 2019-11-07
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110746568A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-02-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李曉萱;黃波;翟林明;伍勝利
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 合肥工業(yè)大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): C08G18/66
• 分類(lèi)號(hào): C08G18/66;C08G18/48;C08G18/32;C08G83/00;C09D17/00;C09D7/65
• 代理公司: 34101 安徽省合肥新安專(zhuān)利代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 盧敏

本發(fā)明公開(kāi)了一種超支化水溶性聚氨酯及其制備方法，主要反應(yīng)步驟如下：首先，將過(guò)量的小分子多元醇與聚異氰酸酯按比例充分反應(yīng)，制得完全由羥基(?OH)封端的多支狀大分子HB?1；其次，將過(guò)量的聚異氰酸酯與聚乙二醇單甲醚(MPEG)按比例充分反應(yīng)，制得聚環(huán)氧乙烷(PEO)封端的含單異氰酸酯(?NCO)基的多支狀大分子HB?2；最后，將HB?1與HB?2按比例充分反應(yīng)，即制得完全由聚環(huán)氧乙烷(PEO)封端的超支化水溶性聚氨酯HBPU。本發(fā)明的制備方法具有重復(fù)性好、產(chǎn)物結(jié)構(gòu)可控的特點(diǎn)，所得超支化水溶性聚氨酯可應(yīng)用于顏料分散領(lǐng)域，具有用量少、分散效率高及分散液粘度低等優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及超支化聚合物技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種超支化水溶性聚氨酯及其制備方法。

背景技術(shù)

水性聚氨酯(WPU)是一種大分子主鏈中含有大量氨基甲酸酯基的嵌段共聚物，目前水性聚氨酯的合成大多以自乳化法為主，即在聚氨酯中引入-COOH、-SO3H、-OH、-O-等，由于這些親水基團(tuán)的存在以及聚氨酯本身的一些不足，使得水性聚氨酯產(chǎn)品在耐水、耐熱、耐候等方面較差。超支化聚合物具有獨(dú)特的空間結(jié)構(gòu)，末端含有大量功能基團(tuán)，分子間不易纏結(jié)，具有熔融粘度低、容易成膜等優(yōu)點(diǎn)。超支化水性聚氨酯兼?zhèn)淞司郯滨ズ统Щ酆衔锏奶攸c(diǎn)，具有其高度支化結(jié)構(gòu)、粘度低、溶解性好的特點(diǎn)，同時(shí)具備良好的熱穩(wěn)定性以及優(yōu)異的力學(xué)性能等。

專(zhuān)利CN108948304A“一種超支化聚氨酯的制備方法及用途”，采用具有多羥基的多元醇與異氰酸酯進(jìn)行逐步擴(kuò)鏈反應(yīng)得到超支化骨架，最后用帶有鄰位物質(zhì)的羥基進(jìn)行封端得到超支化聚氨酯。該法制備的超支化聚氨酯結(jié)構(gòu)規(guī)整但支化度較低，無(wú)法滿足實(shí)際生產(chǎn)使用中的眾多需求。

專(zhuān)利CN101445697B“一種超支化聚氨酯皮革涂飾劑及其制備方法”，將聚醚多元醇與異氰酸酯進(jìn)行混合反應(yīng)，再加入羧基二醇進(jìn)行擴(kuò)鏈反應(yīng)，最后加入有機(jī)胺中和并加入丙酮稀釋得到超支化聚氨酯。該法原料簡(jiǎn)單易得、操作方便，但產(chǎn)物支化度較低、熔融粘度高、溶解性不好。

專(zhuān)利CN108117630A“超支化水性聚氨酯的制備方法”，將N,N-二羥乙基-3-胺基丙酸甲酯溶液滴加到二元醇有機(jī)溶劑中，在一定條件下反應(yīng)得到超支化聚氨酯。該方法工藝簡(jiǎn)單但是無(wú)法控制超支化聚氨酯的分子形態(tài)。

發(fā)明內(nèi)容

基于上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的不足之處，本發(fā)明公開(kāi)了一種超支化水溶性聚氨酯及其制備方法，旨在解決超支化水性聚氨酯制備過(guò)程中重現(xiàn)性差、結(jié)構(gòu)不可控的問(wèn)題。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種超支化水溶性聚氨酯的制備方法，包括如下步驟：

(1)將過(guò)量的小分子多元醇與聚異氰酸酯充分反應(yīng)，制得完全由羥基(-OH)封端的多支狀大分子HB-1；

(2)將過(guò)量的聚異氰酸酯與聚乙二醇單甲醚MPEG按比例充分反應(yīng)，制得聚環(huán)氧乙烷(PEO)封端的含單異氰酸酯(-NCO)基的多支狀大分子HB-2；

(3)將所述多支狀大分子HB-2與所述多支狀大分子HB-1按比例充分反應(yīng)，即制成目標(biāo)產(chǎn)物完全由聚環(huán)氧乙烷(PEO)封端的超支化水溶性聚氨酯HBPU。

進(jìn)一步地，所述小分子多元醇為三羥甲基丙烷、三羥甲基乙烷、丙三醇、季戊四醇、乙二胺季戊四醇、木糖醇、山梨醇和蔗糖中的至少一種。

進(jìn)一步地，所述聚異氰酸酯為甲苯二異氰酸酯三聚體、六亞甲基二異氰酸酯三聚體、異佛爾酮二異氰酸酯三聚體、多苯基多亞甲基多異氰酸酯、甲苯二異氰酸酯與多元醇的加成物、六亞甲基二異氰酸酯與多元醇的加成物、異佛爾酮二異氰酸酯與多元醇的加成物、二苯基甲烷二異氰酸酯與多元醇的加成物中的至少一種。

進(jìn)一步地，所述多支狀大分子HB-1的平均官能度不小于6。

進(jìn)一步地，所述聚乙二醇單甲醚的平均分子量范圍在200-5000之間。