[發明專利]具有離子化線性主鏈的枝化聚氨酯增稠劑及其制備方法

有效

• 申請號: 202110169115.3
• 申請日: 2021-02-07
• 公開（公告）號: CN112961301B
• 公開（公告）日: 2022-06-10
• 發明（設計）人: 權衡;劉小川;倪麗杰;衛增峰;王佳;吳靜怡
• 申請（專利權）人: 武漢紡織大學
• 主分類號: C08G18/12
• 分類號: C08G18/12;C08G18/10;C08G18/66;C08G18/48;C08G18/32;C08G18/34;C09D7/43;D06P1/52;D06P3/60
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 嚴政

1.一種具有離子化線性主鏈的枝化聚氨酯增稠劑的制備方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟

(1)原料準備：所述原料含有聚合單體、有機溶劑和聚合催化劑；其中，聚合單體包括異氰酸酯、聚乙二醇、擴鏈劑和封端劑；

聚乙二醇為含水率不高于2‰且分子量為1000-3000的聚乙二醇中的一種或兩種；

異氰酸酯為異佛爾酮二異氰酸酯和1,6-己二異氰酸酯三聚體；

擴鏈劑為離子型擴鏈劑與非離子型擴鏈劑以摩爾比為(3～4):2混合的混合物，其中，所述離子型擴鏈劑為陰離子擴鏈劑或陽離子擴鏈劑，所述非離子擴鏈劑為1,2-C_14～16二醇中的一種；

所述陰離子擴鏈劑為 二羥甲基丙酸或二羥甲基丁酸；所述陽離子擴鏈劑為N-甲基二乙醇胺或N-丁基二乙醇胺；

封端劑為含水率不高于2‰的聚乙二醇單烷基酯中的一種；所述聚乙二醇單烷基酯的化學式為HO(C₂H₄O)_nOCC_mH_2m+1，n＝100～150、m＝16～18；

聚合單體中各組分的摩爾份數為：異佛爾酮二異氰酸酯10、擴鏈劑3～5、聚乙二醇6～8、1,6-己二異氰酸酯三聚體1.95～2.00、封端劑4.00～4.05；其中：擴鏈劑與聚乙二醇的摩爾份數之和為11；

聚合催化劑的用量為聚合單體總重量的0.04～0.06重量％；

(2)活性預聚：將異佛爾酮二異氰酸酯與擴鏈劑、聚乙二醇、部分有機溶劑、部分聚合催化劑進行活性預聚反應，制得具有離子化線性主鏈的枝化聚氨酯增稠劑預聚體；

(3)活性封端：將具有離子化線性主鏈的枝化聚氨酯增稠劑預聚體與1,6-己二異氰酸酯三聚體、部分有機溶劑進行活性封端反應，制得具有離子化線性主鏈的枝化聚氨酯增稠劑中間體；

(4)接枝改性：將具有離子化線性主鏈的枝化聚氨酯增稠劑中間體與封端劑、剩余有機溶劑、剩余聚合催化劑進行接枝改性反應，制得具有離子化線性主鏈的枝化聚氨酯增稠劑分子；

(5)成品化：將具有離子化線性主鏈的枝化聚氨酯增稠劑分子在真空下脫除有機溶劑至固含量不低于50％，制得具有離子化線性主鏈的枝化聚氨酯增稠劑。

2.根據權利要求1所述的具有離子化線性主鏈的枝化聚氨酯增稠劑的制備方法，其特征在于，所述步驟(2)具體為：

(2.1)將聚乙二醇投入反應器中，攪拌均勻并升溫至65～75℃；

(2.2)投入異佛爾酮二異氰酸酯，控制反應溫度為70～80℃，保溫反應40～50min；

(2.3)降溫并控制反應溫度60～70℃，在30～40min內將溶于總量30～40重量％的有機溶劑中的擴鏈劑投入反應體系中；

(2.4)維持反應溫度65～75℃保溫反應10～20min，勻速投入60～80％的聚合催化劑；

(2.5)升溫并控制反應溫度為75～85℃，保溫反應60～90min，制得具有離子化線性主鏈的枝化聚氨酯增稠劑預聚體。

3.根據權利要求1或2所述的具有離子化線性主鏈的枝化聚氨酯增稠劑的制備方法，其特征在于，所述步驟(3)具體為：

(3.1)將步驟(2)的反應體系降溫至60～70℃；

(3.2)將步驟(3.1)中的物料于30～40min內加入到用總量30～40重量％的有機溶劑稀釋的1,6-己二異氰酸酯三聚體中，期間維持反應溫度為60～70℃；

(3.3)升溫至70～80℃，繼續攪拌反應80～100min，制得具有離子化線性主鏈的枝化聚氨酯增稠劑中間體。

4.根據權利要求1或2所述的具有離子化線性主鏈的枝化聚氨酯增稠劑的制備方法，其特征在于，所述步驟(4)具體為：

(4.1)在15～20min內向步驟(3)的反應體系中加入用剩余有機溶劑稀釋的封端劑和剩余的聚合催化劑，期間維持反應溫度為75～85℃；

(4.2)維持溫度為75～85℃，攪拌反應100～150min，制得具有離子化線性主鏈的枝化聚氨酯增稠劑分子。