[發明專利]一種親水劑及其制備方法與應用

有效

• 申請號: 202110664362.0
• 申請日: 2021-06-15
• 公開（公告）號: CN113307935B
• 公開（公告）日: 2022-08-16
• 發明（設計）人: 譚星;歐陽潔
• 申請（專利權）人: 廣州冠志新材料科技有限公司
• 主分類號: C08G18/48
• 分類號: C08G18/48;C09D175/04
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 顏希文

本發明公開一種親水劑及其制備方法與應用，涉及水性樹脂技術領域。本發明所述親水劑的制備方法，包括如下步驟：(a)偏苯三酸酐和單烷基聚乙二醇A進行開環反應，得到產物；(b)將步驟(a)中得到的產物與叔碳酸縮水甘油醚B在催化劑C的存在下反應，得到親水劑X。

技術領域

本發明涉及水性樹脂技術領域，尤其是一種親水劑及其制備方法與應用。

背景技術

由于環保法規的壓力，以水為分散介質的水性樹脂已經在很多領域代替傳統的溶劑型樹脂，可以大大降低VOC的排放，對環境更加友好。為了使聚氨酯樹脂分散并穩定在水中，合成過程中往往需要加入親水劑對聚合物進行親水改性。傳統的水性聚氨酯樹脂合成用親水劑包括：羧酸類(如二羥甲基丙酸、二羥甲基丁酸)、磺酸類(如乙二胺基乙磺酸鈉，商品化牌號有贏創VESTAMIN A95)、聚醚類(如三羥甲基丙烷聚乙二醇單甲醚，商品化牌號有帕斯托Ymer N120和贏創TEGOMER D 3403)等。其中，用三羥甲基丙烷聚乙二醇單甲醚這類聚醚親水劑可以合成非離子類型的水性聚氨酯樹脂，這類非離子型樹脂對PH值不敏感，可與各類陰離子、非離子、陽離子型的聚合物分散體兼容，應用非常廣泛。例如，文獻“《新型非離子水性聚氨酯的制備及性能研究》，張海龍等，涂料工業，第46-50頁，第41卷第6期，2011年6月”報導了一種用三羥甲基丙烷聚乙二醇單甲醚為親水劑合成了非離子型水性聚氨酯樹脂，所合成的預聚體很容易在水中分散得到聚氨酯水分散體。但是，三羥甲基丙烷聚乙二醇單甲醚這類親水劑價格昂貴，僅有帕斯托和贏創等極少公司能夠生產，且合成的水性聚氨酯樹脂往往存在固含低、耐水性欠佳的問題，這限制了這類親水劑的進一步推廣和應用。

非離子型水性羥基聚氨酯分散體相對于水性羥基丙烯酸樹脂，由于其聚氨酯結構具有更好的柔韌性，特別適合配合水性封閉型異氰酸酯固化劑用于高性能的烤漆涂層。水性封閉型異氰酸酯固化劑由于其比氨基樹脂具有更好的柔韌性，且不含甲醛等有害物質，近一二十年得到了迅速的發展和應用，特別是一些對柔韌性有極高要求的涂層應用，例如汽車原廠漆等。陽離子型水性封閉型異氰酸酯固化劑由于其結構和離子類型的特點，特別適用于水性陰極電泳漆等應用，具有良好的漆膜物理性能和化學耐性。但是目前報導的水性羥基聚氨酯分散體絕大部分為陰離子體系，對PH值非常敏感，加入陽離子型水性封閉型異氰酸酯固化劑后會發生破乳凝膠而不能使用。因此，發展一類可以兼容陽離子型水性封閉型異氰酸酯固化劑的非離子型水性羥基聚氨酯分散體具有重要意義。

發明內容

基于此，本發明的目的在于克服上述現有技術的不足之處而提供一種親水劑及其制備方法與應用。

為實現上述目的，本發明所采取的技術方案為：一種親水劑的制備方法，包括如下步驟：(a)偏苯三酸酐和單烷基聚乙二醇A進行開環反應，得到產物；(b)將步驟(a)中得到的產物與叔碳酸縮水甘油醚B在催化劑C的存在下反應，得到親水劑X。

目前合成非離子型水性聚氨酯樹脂常用的親水劑為三羥甲基丙烷聚乙二醇單甲醚，商品化產品的牌號有帕斯托Ymer N 120和贏創Tegomer D 3403。用本發明所使用的新型非離子型二元醇中間體X具有以下的優勢：1)帕斯托Ymer N120和贏創Tegomer D 3403價格昂貴，而本發明制備得到的新型非離子型二元醇中間體親水劑X合成材料簡單易得，具有明顯的成本優勢；2)新型非離子型二元醇中間體親水劑X含有大位阻疏水的叔碳酸基團，可以降低分子鏈段之間的纏繞，合成的產品固含更高，耐水性也更好。

優選地，所述步驟(a)中，偏苯三酸酐和單烷基聚乙二醇A的摩爾比為：偏苯三酸酐：單烷基聚乙二醇A＝1:1，開環反應的溫度為80-150℃，開環反應的時間為2-12h，優選為開環反應的溫度為90-110℃，開環反應的時間為5-8h；

所述步驟(b)中，步驟(a)中得到的產物和叔碳酸縮水甘油醚B的摩爾比為：產物：叔碳酸縮水甘油醚B＝1:2；反應進行的溫度為90-160℃，反應的時間為3-12h，優選為反應進行的溫度為110-130℃，反應的時間為4-8h。