[發明專利]一種梳型聚氨酯超分散劑的制備方法、分散劑及其應用

在審

• 申請號: 202110171883.2
• 申請日: 2021-02-08
• 公開（公告）號: CN112778485A
• 公開（公告）日: 2021-05-11
• 發明（設計）人: 王聞寬;王春偉;周曉航
• 申請（專利權）人: 杭州臨安科達環境科技研究所
• 主分類號: C08G18/50
• 分類號: C08G18/50;C08G18/48;C08G18/66;C08G18/38;C08G18/34;C09D7/65;C09D175/04;C09D7/61;C09D11/107
• 代理公司: 浙江千克知識產權代理有限公司 33246
• 代理人: 沈濤

本發明屬于高分子分散劑技術領域，具體公開了一種梳型聚氨酯超分散劑的制備方法、分散劑及其應用，所述制備方法是使單端伯氨基聚醚與至少二倍當量的烷基縮水甘油醚反應，生成含二個羥基的叔胺基聚醚中間體，然后將所述叔胺基聚醚中間體加入到二異氰酸酯與二元醇或二元聚醚的預聚物中擴鏈，最后加入含有芳基雙活性基團的組分，制得梳型聚氨酯超分散劑。本發明利用烷基縮水甘油醚與單端伯氨基聚醚反應形成二羥基中間體，可將聚醚單元胺完全轉化，有效避免副產物的產生，得到具有優異且穩定的分散性能的梳型聚氨酯超分散劑。此外，本發明可制備得到適用于水性體系、溶劑型體系或同時適用于水性和溶劑型體系的疏型聚氨酯超分散劑。

技術領域

本發明屬于高分子分散劑技術領域，具體涉及一種梳型聚氨酯超分散劑的制備方法、分散劑及其應用。

背景技術

分散劑是促使物料顆粒均勻分散于介質中的物質，高分子型分散劑，又稱為多功能顏料分散劑，是最為常用的分散劑，分為多己內多酯多元醇-多乙烯亞胺嵌段共聚物型分散劑、丙烯酸酯高分子型分散劑、聚氨酯或聚酯型高分子分散劑等，它們的高分子鏈段能夠與介質分子纏繞，又具有多個錨錠基團可牢固結合在顏料粒子表面，因此其對于介質中顆粒的貯存穩定性較傳統的低分子量分散劑有顯著優勢。梳型分散劑是新一代的高分子分散劑，除了高分子鏈段和錨固基團外，還具有梳型支鏈，即溶劑化鏈，顯著提高了溶劑化能力和空間位阻，避免分散顆粒的吸引團聚，分散效果更佳。

梳型分散劑的制備一般都比較復雜，容易有副產物的產生，導致無法達到預期的使用效果。例如，專利WO2016/077147公開了一種梳型聚氨酯分散劑，由草酰胺二醇與二異氰酸酯反應形成，核心工藝為草酸二乙酯與二乙醇胺(DEA)反應生成4-羥基乙基-2,3-二羰基嗎啉(HEMD)，然后HEMD與聚醚單元胺反應制成草酰胺二醇，草酰胺二醇與二異氰酸酯反應合成分子量約13 000-40 000的梳型聚氨酯分散劑；該專利的不足之處在于草酰胺二醇的產率在89.7-95.6%，未轉化的聚醚單元胺一端是氨基，另一端是羥基，會與異氰酸酯反應產生副產物，而非梳型的高分子聚氨酯，影響產物純度。

發明內容

為解決上述問題，本發明提供了一種梳型聚氨酯超分散劑的制備方法。該法可將聚醚單元胺完全轉化，有效避免副產物的產生，得到具有優異且穩定的分散性能的梳型聚氨酯超分散劑。

為達到上述目的，本發明采用的具體技術方案如下：

一種梳型聚氨酯超分散劑的制備方法，是使單端伯氨基聚醚與至少二倍當量（即二倍摩爾量）的烷基縮水甘油醚反應，生成含二個羥基的叔胺基聚醚中間體，然后將所述叔胺基聚醚中間體加入到二異氰酸酯與二元醇或二元聚醚的預聚物中進行擴鏈反應，最后加入含有芳基雙活性基團的組分，制得梳型聚氨酯超分散劑。所述含有芳基雙活性基團的組分中活性基團是指能夠與異氰酸酯基反應且能錨固在顏料顆粒表面的基團，如氨基、羧基、羥基等。本發明梳型聚氨酯超分散劑的親油親水性可由單端伯氨基聚醚的HLB值調節控制，所述單端伯氨基聚醚可以是HLB值較高的聚氧乙烯醚胺、HLB值較低的聚氧丙烯醚胺等。

優選的，所述單端伯氨基聚醚分子式如下：

其中，R為H或CH₃，X為1-50，Y為3-40。上述結構式中，只要調節乙氧單元和丙氧單元的數量，即可實現梳型聚氨酯超分散劑的親水親油性調節，增加丙氧單元數量，親油性提升，增加乙氧單元數量，親水性提升。

進一步的，所述單端伯氨基聚醚的分子量為600-5000。分子量過小，溶劑化能力和空間位阻不足，分子量過大，易產生分散劑從分散顆粒表面上脫附的現象。

優選的，所述烷基縮水甘油醚分子式如下：

其中，R1是C1-C12的烷基或不飽和烴基。

優選的，所述含有芳基雙活性基團的組分為氨基苯磺酸和/或羥基萘甲酸。