專利名稱：：一種聚氨酯增稠劑的制備方法一種聚氨酯增稠劑的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種聚氨酯增稠劑的制備，尤其涉及的是一種疏水改性聚氨酯締合型增稠劑的制備。
背景技術(shù)：
：水性涂料包括水溶性涂料和乳膠性涂料，其中乳膠性涂料應(yīng)用最廣。疏水改性聚氨酯締合型增稠劑主要是針對(duì)乳膠性涂料而言，水性涂料因具有減少環(huán)境污染，改善操作和施工環(huán)境，節(jié)省大量有機(jī)溶劑等優(yōu)點(diǎn)，而成為涂料工業(yè)的發(fā)展方向之一。水性涂料以水作分散體，水粘度小，存貯過程中顏料等易沉淀，施工時(shí)涂膜不豐滿、易流掛、抗飛濺性能低、耐磨性能差等缺陷。因此必須對(duì)水性涂料(特別是乳膠涂料)的粘度進(jìn)行調(diào)試，以滿足涂料存lt、施工對(duì)粘度的要求。增稠劑是調(diào)節(jié)涂料粘度的重要助劑，也有助于減緩顏料粒子的沉降，增加顏料粒子的分散性。傳統(tǒng)的增稠劑主要為水溶性高分子材料，分子結(jié)構(gòu)上為完全親水性的結(jié)構(gòu)，無疏水性的鏈段。這類增稠劑主要有纖維素類和丙烯酸類增稠劑。這類增稠劑與水分子通過氫鍵水合，與水形成連續(xù)均相體系，同時(shí)分子間還存在纏繞，這樣靜置時(shí)粘度很大，有利于防止顏料沉降。但在施工的中、高剪切速率下，迫使這些纏繞拉開，使分子鏈順著剪切方向拉直，造成系統(tǒng)粘度下降很快，粘度過低，造成涂膜較薄，質(zhì)感不豐滿，干遮蓋力不足，并因此加大了施工強(qiáng)度。
發(fā)明內(nèi)容，本發(fā)明的目的是為了改變傳統(tǒng)增稠劑存在的種種不足，提供一種疏水改性聚氨酯締合型增稠劑的制備方法。一種疏水改性聚氨酯締合型增稠劑的制備方法，包括如下步驟1)將聚乙二醇物料投入帶冷凝管、溫度計(jì)、分液漏斗滴加器的四口燒瓶中，升溫至燒瓶中的物料全部溶解，開攪拌，升溫至100士2'C進(jìn)行真空脫水2.53.0小時(shí)，直至物料含水低于O.3%;2)將氮?dú)饩徛赝ㄈ胨目谄恐?，同時(shí)將占物料總重量0.05%的催化劑二月桂酸二丁基錫或辛酸亞錫加入四口燒瓶中，調(diào)節(jié)攪拌速度為500r/m，將燒瓶中的物料在該攪拌速度下混勻1520min，同時(shí)適當(dāng)降溫為80土2。C;3)將二異氰酸酯溶解在適量的N-甲基吡咯垸酮、四氫呋喃或甲基異丁基酮等惰性有機(jī)溶劑中，盛裝在分液漏斗滴加器中，于80土2。C條件下滴加HDI等黑料的N-甲基吡咯烷酮等惰性溶液，滴加的速度控制在小于30滴/分鐘，滴加過程中防止物料出現(xiàn)爆聚凝膠的現(xiàn)象；4)滴加完畢二異氰酸酯后，將物料置于85土2"C下反應(yīng)0.5小時(shí)，保持反應(yīng)物料顏色為淺色透明液體，此時(shí)將準(zhǔn)備好的l，4一丁二醇或1，6—己二醇等擴(kuò)鏈劑進(jìn)行高分子擴(kuò)鏈聚合-5)升溫至物料溫度為11012(TC，在攪拌速度為120r/m下，反應(yīng)1.5小時(shí)，至反應(yīng)物料為淡黃色，并達(dá)到90KU100KU的粘度；6)降溫至反應(yīng)溫度為100105°C,于該溫度下保溫反應(yīng)1小時(shí)后加入壬基酚聚氧乙烯醚、壬基酚或者苯胺等封端劑于90土2'C下反應(yīng)2.5小時(shí)，取樣分析物料中異氰酸酯殘留物含量低于0.5%即為合格；7)在原來的裝置的條件下添加一個(gè)蒸餾裝置，通過真空減壓脫溶，將物料中的溶劑N-甲基吡咯垸酮、甲基異丁基酮或四氫呋喃等有機(jī)溶劑在80100'C的溫度條件下進(jìn)行減壓分餾，待物料中的溶劑分離完全以后得到的固體物即為合成的聚氨酯締合型增稠劑。上述制備方法中，各物料的摩爾比為聚乙二醇:二異氰酸酯:封端劑:擴(kuò)鏈劑=6:8:2:1。通過本發(fā)明方法制備的疏水改性聚氨酯締合型增稠劑與國外類似產(chǎn)品使用在苯丙乳膠漆中時(shí)，剪增稠性能、流變、光澤、相容性、展色性、色差與熱貯穩(wěn)定性能等方面具有相當(dāng)?shù)膽?yīng)用功能。具體實(shí)施方式發(fā)明中所用的鏈封端劑可以是十二垸基聚氧乙烯醚或十二烷單異氰酸酯或曲拉通或壬基酚或苯胺等，其中優(yōu)選曲拉通和壬基酚。本發(fā)明中所用的聚乙二醇的分子量控制在6000、6500、7000、8000及10000幾個(gè)品種范圍內(nèi)。發(fā)明中用到的二異tt酯是六亞甲基二異氰酸酯(HDI)或4，4一二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)或氫化一4,4二苯基甲垸二異氰酸酯(HMDI)或異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)或甲苯二異氰酸酯(TDI),其中六亞甲基二異氰酸酯與異佛爾酮二異氰酸酯的效果最佳，用它制備的締合型增稠劑是不泛黃的增稠劑。發(fā)明中使用的催化劑為二月桂酸二丁基錫或者辛酸亞錫。為了更好地實(shí)施本發(fā)明，現(xiàn)舉如下實(shí)施例予以說明，但實(shí)施例不是對(duì)本發(fā)明的限制。實(shí)施例1:1)將91.26克的聚乙二醇6000物料投入帶冷凝管、溫度計(jì)、分液漏斗滴加器的四口燒瓶中，升溫至燒瓶中的物料全部溶解，開攪拌，升溫至100士2'C進(jìn)行真空脫水2.53.0hour(真空脫水中不能出現(xiàn)沸料跑料現(xiàn)象)，直至物料含水低于0.3%(使用微量水分測(cè)試儀進(jìn)行微量水份檢測(cè))；2)將氮?dú)饩徛赝ㄈ胨目谄恐?，同時(shí)將0.05克催化劑二月桂酸:丁基錫加入四口燒瓶中，加快攪拌速度為500r/m，將燒瓶中的物料在該攪拌速度下混勻1520min，同時(shí)適當(dāng)降溫為80±2°C;3)將5.31克的氫化一4,4二苯基甲烷二異氰酸酯(HMDI)溶解在53.1克甲基異丁基酮惰性溶劑中，該物料置于一定的分液漏斗滴加器中，于80士2'C條件下滴加HMDI的甲基異丁基酮溶液，滴加的速度控制在小于30滴/分鐘，滴加過程中防止物料出現(xiàn)爆聚凝膠的現(xiàn)象；4)滴加完畢HMDI的甲基異丁基酮溶液后，將物料置于85士2'C下反應(yīng)0.5小時(shí)，保持反應(yīng)物料顏色為淺色透明液體，此時(shí)加入預(yù)先準(zhǔn)備好的l，6—己二醇擴(kuò)鏈劑0.3克進(jìn)行高分子擴(kuò)鏈聚合；5)升溫至物料溫度為110120'C，反應(yīng)物料必須處于120R/M的攪拌速度下，于該溫度下及該攪拌速度下反應(yīng)1.5小時(shí)，至反應(yīng)物料為淡黃色達(dá)到90100KU的粘度；6)降溫至反應(yīng)溫度為100105°C，于該溫度下保溫反應(yīng)1小時(shí)后加入3.12克曲拉通616封端劑于90土2'C下反應(yīng)2.5小時(shí)，取樣分析物料中異氰酸酯殘留物含量低于0.5%即為合格(分析方法主要是采用正丁胺一鹽酸滴定分析法)；7)在原來的裝置的條件下添加一個(gè)蒸餾裝置，通過真空減壓脫溶，將物料中的溶劑甲基異丁基酮在8010(TC的溫度條件下進(jìn)行減壓分餾出來并計(jì)量(在減壓脫溶過程中不能出現(xiàn)跑料現(xiàn)象)，待物料中的溶劑分離完全合格以后得到的固體物即為合成的聚氨酯締合型增稠劑。實(shí)施例2:1)將95.04克聚乙二醇8000物料投入帶冷凝管、溫度計(jì)、分液漏斗滴加器的四口燒瓶中，升溫至燒瓶中的物料全部溶解，開攪拌，升溫至100土2t:進(jìn)行真空脫水2.53.0hour(真空脫水中不能出現(xiàn)沸料跑料現(xiàn)象)',直至物料含水低于0.3%(使用微量水分測(cè)試儀進(jìn)行微量水份檢測(cè))；2)將氮?dú)饩徛赝ㄈ胨目谄恐?，同時(shí)將0.05克催化劑二月桂酸二丁基錫加入四口燒瓶中，加快攪拌速度為500r/m，將燒瓶中的物料在該攪拌速度下混勻1520min,同時(shí)適當(dāng)降溫為80土2。C;3)將3.55克的異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)溶解在35.5克N-甲基吡咯烷酮惰性溶劑中，該物料置于一定的分液漏斗滴加器中，于80士2'C條件下滴加IPDI的N-甲基吡咯烷酮溶液，滴加的速度控制在小于30滴/分鐘，滴加過程中防止物料出現(xiàn)爆聚凝膠的現(xiàn)象；4)計(jì)量滴加完畢IPDI的N-甲基吡咯烷酮溶液后，將物料置于85士2'C下反應(yīng)0.5小時(shí)，保持反應(yīng)物料顏色為淺色透明液體，此時(shí)計(jì)量加入預(yù)先準(zhǔn)備好的1，4一丁二醇擴(kuò)鏈劑0.1克進(jìn)行高分子擴(kuò)鏈聚合；5)升溫至物料溫度為U012(TC，反應(yīng)物料必須處于一定的攪拌速度下，于該溫度下及該攪拌速度下反應(yīng)1.5小時(shí)，至反應(yīng)物料為淡黃色達(dá)到90100KU的粘度；6)降溫至反應(yīng)溫度為100105°C,于該溫度下保溫反應(yīng)1小時(shí)加入0.87克壬基酚封端劑于90土2'C下反應(yīng)2.5小時(shí)，取樣分析物料中異氰酸酯殘留物含量低于0.5%即為合格。(分析方法主要是采用正丁胺一鹽酸滴定分析法)；7)在原來的裝置條件下添加一個(gè)蒸餾裝置，通過真空減壓脫溶，將物料中的溶劑N-甲基吡咯烷酮在80100'C的溫度條件下進(jìn)行減壓分餾出來并計(jì)量(在減壓脫溶過程中不能出現(xiàn)跑料現(xiàn)象)，待物料中的溶劑分離完全合格以后得到的固體物即為合成的聚氨酯締合型增稠劑。按照發(fā)明的方法制備的疏水改性聚氨酯締合型增稠劑在相應(yīng)的苯丙乳膠漆中做性能測(cè)試與應(yīng)用評(píng)估，并且與德國科寧公司的強(qiáng)力締合型增稠劑3551類似產(chǎn)品做應(yīng)用對(duì)比含有前述疏水改性聚氨酯締合型增稠劑或3551的乳膠漆，重量百分比組成如下:<table>complextableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>2、流平性能測(cè)試如下(以下性能測(cè)試增稠劑用量都為物料總重量的0.4%):使用國外增稠劑產(chǎn)品的苯丙乳膠漆和使用本發(fā)明制備的水性聚氨酯增稠劑的苯丙乳膠漆:流平等級(jí)都是4級(jí)。3、光澤性能<table>complextableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>通過性能對(duì)比可看出，本發(fā)明制備的疏水改性聚氨酯增稠劑與國外類似產(chǎn)品在苯丙乳膠漆中高、中、低剪增稠性能、流變、光澤、相容性、展色性、色差與熱貯穩(wěn)定性能等方面具有相當(dāng)?shù)膽?yīng)用功能。權(quán)利要求1、一種疏水改性聚氨酯締合型增稠劑的制備方法，包括如下步驟1)將聚乙二醇物料投入帶冷凝管、溫度計(jì)、分液漏斗滴加器的四口燒瓶中，升溫至燒瓶中的物料全部溶解，開攪拌，升溫至100±2℃進(jìn)行真空脫水2.5～3.0小時(shí)，直至物料含水低于0.3％；2)將氮?dú)饩徛赝ㄈ胨目谄恐?，同時(shí)將占物料總重量0.05％的催化劑二月桂酸二丁基錫或辛酸亞錫加入四口燒瓶中，調(diào)節(jié)攪拌速度為500r/m，將燒瓶中的物料在該攪拌速度下混勻15～20min，同時(shí)適當(dāng)降溫為80±2℃；3)將二異氰酸酯溶解在適量的N-甲基吡咯烷酮、四氫呋喃或甲基異丁基酮等惰性有機(jī)溶劑中，盛裝在分液漏斗滴加器中，于80±2℃條件下滴加HDI等黑料的N-甲基吡咯烷酮等惰性溶液，滴加的速度控制在小于30滴/分鐘，滴加過程中防止物料出現(xiàn)爆聚凝膠的現(xiàn)象；4)滴加完畢二異氰酸酯后，將物料置于85±2℃下反應(yīng)0.5小時(shí)，保持反應(yīng)物料顏色為淺色透明液體，此時(shí)將準(zhǔn)備好的1，4-丁二醇或1，6-己二醇等擴(kuò)鏈劑進(jìn)行高分子擴(kuò)鏈聚合；5)升溫至物料溫度為110～120℃，在攪拌速度為120r/m下，反應(yīng)1.5小時(shí)，至反應(yīng)物料為淡黃色，并達(dá)到90KU～100KU的粘度；6)降溫至反應(yīng)溫度為100～105℃，于該溫度下保溫反應(yīng)1小時(shí)后加入壬基酚聚氧乙烯醚、壬基酚或者苯胺等封端劑于90±2℃下反應(yīng)2.5小時(shí)，取樣分析物料中異氰酸酯殘留物含量低于0.5％即為合格；7)在原來的裝置的條件下添加一個(gè)蒸餾裝置，通過真空減壓脫溶，將物料中的溶劑N-甲基吡咯烷酮、甲基異丁基酮或四氫呋喃等有機(jī)溶劑在80～100℃的溫度條件下進(jìn)行減壓分餾，待物料中的溶劑分離完全以后得到的固體物即為合成的聚氨酯締合型增稠劑。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的疏水改性聚氨酯締合型增稠劑的制備方法，各物料的摩爾比為聚乙二醇:二異氰酸酯:封端劑:擴(kuò)鏈劑=6:8:2:1。全文摘要本發(fā)明公開了一種疏水改性聚氨酯締合型增稠劑的制備方法，將篩選的聚乙二醇投入四口燒瓶中進(jìn)行真空減壓脫水處理，待脫水合格后通氮?dú)膺M(jìn)行驅(qū)氧處理，加入催化劑充分?jǐn)噭?，于合適的溫度下滴加二異氰酸酯的惰性溶液，通過高分子自由基溶液聚合反應(yīng)生成聚氨酯預(yù)聚體，預(yù)聚體反應(yīng)后加入擴(kuò)鏈劑進(jìn)行擴(kuò)鏈聚合，然后再加入封端劑進(jìn)行疏水改性，待聚合反應(yīng)完全，游離異氰酸酯含量低于指標(biāo)范圍，將惰性溶劑減壓脫溶處理完畢即得增稠劑。通過本發(fā)明方法制備的疏水改性聚氨酯締合型增稠劑與國外類似產(chǎn)品使用在苯丙乳膠漆中時(shí)，高、中、低剪增稠性能、流變、光澤、相容性、展色性、色差與熱貯穩(wěn)定性能等方面具有相當(dāng)?shù)膽?yīng)用功能。文檔編號(hào)C08G18/42GK101096475SQ200610100818公開日2008年1月2日申請(qǐng)日期2006年6月27日優(yōu)先權(quán)日2006年6月27日發(fā)明者何唯平,震劉申請(qǐng)人:深圳市海川實(shí)業(yè)股份有限公司;深圳海川化工科技有限公司