[發明專利]具有陰陽兩性離子核的星型聚氨酯增稠劑及其制備方法

有效

• 申請號: 202110168978.9
• 申請日: 2021-02-07
• 公開（公告）號: CN112961317B
• 公開（公告）日: 2022-06-10
• 發明（設計）人: 倪麗杰;吳靜怡;權衡;張恒鳳;鄒春梅;劉王輝;劉希萌
• 申請（專利權）人: 武漢紡織大學;湖北達雅生物科技股份有限公司
• 主分類號: C08G18/75
• 分類號: C08G18/75;C08G18/73;C08G18/28;C08G18/34
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 嚴政

本發明涉及用于水性涂料、紡織品印花、水性樹脂涂層等加工領域的締合型聚氨酯增稠劑，公開了一種具有陰陽兩性離子核的星型聚氨酯增稠劑及其制備方法。該方法包括以下步驟：(1)原料準備，(2)兩性離子核的制備，(3)活性枝化臂的制備，(4)星型擴鏈，(5)成品化。該方法采用同時具有叔胺基團和磺酸基的多官能擴鏈劑對聚醚二醇單烷基酯進行擴鏈，將陰、陽兩種不同離子性的基團同時引入了增稠劑分子中，使得產品具有更好的耐酸性、耐堿性，并賦予其一定的反電解質性能，適用范圍更寬、性能更佳。

技術領域

本發明涉及用于水性涂料、紡織品印花、水性樹脂涂層等加工領域的締合型聚氨酯增稠劑，具體涉及一種具有陰陽兩性離子核的星型聚氨酯增稠劑及其制備方法。

背景技術

締合型聚氨酯增稠劑以其流平性好、黏度穩定、綜合手感好等優點在水性涂料、紡織品印花、水性樹脂涂層等領域獲得廣泛應用。常見的聚氨酯增稠劑基本為非離子性結構，線性或梳狀結構的陰離子型聚氨酯增稠劑這幾年發展也較快。然而，離子型尤其是陽離子型和兩性離子型的星型結構聚氨酯增稠劑的制備方法及其產品卻鮮見相關報道。一般來說，非離子聚氨酯增稠劑分子中缺乏強親水結構，當其分子鏈節較長時，容易出現增稠體系的久置析水現象；陰離子聚氨酯增稠劑的耐酸和耐電解質能力則較差。同時，現行的星型聚氨酯增稠劑的制備方法較為復雜、工序較長，反應的可靠性也相對較差。基于現有技術的締合型聚氨酯增稠劑及其相關技術特征主要有：采用含有不同烷基鏈數的一元醇對聚醚型聚氨酯預聚體(或以不同擴鏈劑適度擴鏈的預聚體)進行封端；采用不同結構的二元醇擴鏈劑對聚醚型聚氨酯預聚體進行擴鏈并以高級脂肪族一元醇對其進行雙封端；采用小分子三元醇對聚醚型聚氨酯半封端預聚體進行擴鏈等。

目前，締合型聚氨酯增稠劑的制備方法包括以下幾種：

1、端長鏈烷基改性的“線性”締合型聚氨酯增稠劑的制備方法，它的原料包括聚合單體、輔助劑、溶劑，其中：聚合單體包括異佛爾酮二異氰酸酯、聚乙二醇2000、聚乙二醇6000、1,6-己二醇、正辛醇、十六醇；輔助劑為聚合催化劑月桂酸二丁基錫；溶劑為甲苯。

如王君、呂彤、黃丹丹等人所著“聚氨酯締合型增稠劑的合成及性能研究”(《涂料工業》2015年45卷第1期)公開的端長鏈烷基改性的線性締合型聚氨酯增稠劑的制備方法，將異佛爾酮二異氰酸酯和聚乙二醇反應獲得預聚體，用1,6-己二醇擴鏈，并用長鏈烷基醇封端，獲得了分子末端含有疏水鏈段的締合型聚氨酯增稠劑。

該類產品相對分子質量分布較窄、增稠效果較好，其分子末端的長鏈烷基則有助于黏度的提高。然而，其線性結構的延長雖有助于粘度的提高，但其疏水鏈節含量的減少也必將導致分子間締合作用的弱化；其次，由于其分子結構中缺乏強親水性結構(即可電離基團)，分子的親水性相對較弱，處于其較長分子鏈節兩端的疏水長鏈締合密度較小，易出現久置析水的問題。需要強調的是，對于線性結構的非離子締合型聚氨酯增稠劑來講，需要以較高含量的聚乙二醇鏈節來保證其親水性，但這勢必會導致處于增稠劑分子兩端的疏水長鏈含量顯著降低且其間距增加，不利于分子間的締合作用，即增稠劑的強親水性和強締合性之間的矛盾難以調和。

2、側長鏈烷基改性的“梳狀”締合型聚氨酯增稠劑的制備方法，它的原料包括聚合單體、輔助劑、溶劑，其中：聚合單體包括異佛爾酮二異氰酸酯、聚乙二醇2000～8000、甘油單油酸酯、正十六醇；輔助劑為聚合催化劑二月桂酸二丁基錫；溶劑為乙酸乙酯。

如蔡玲、張兵、鮑俊杰等所著“疏水側鏈型水性聚氨酯締合型增稠劑的制備與表征”(《涂料工業》2016年46卷第1期)公開的疏水側鏈型水性聚氨酯締合型增稠劑的制備方法，以甘油單油酸酯為擴鏈劑、聚乙二醇為親水鏈段、異佛爾酮二異氰酸酯為連接點，并通過十六醇封端合成了疏水側鏈型水性聚氨酯締合型增稠劑。