專利名稱：一種水性聚氨酯合成用非離子親水單體及其合成方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種水性聚氨酯合成用非 離子親水單體及其合成方法，屬于高分子技術領域。
背景技術：
水性聚氨酯是以水代替有機溶劑作為分散介質的新型聚氨酯體系。水性聚氨酯以水為分散劑，具有無污染、安全可靠、機械性能優(yōu)良、相容性好、易于改性等優(yōu)點。可廣泛應用于涂料、膠粘劑、織物涂層與整理劑、皮革涂飾劑、紙張表面處理劑和纖維表面處理劑。水性聚氨酯合成過程中，需要添加親水單體，嵌段或接枝于聚氨酯分子上，實現乳化過程中水性聚氨酯乳膠粒的均勻分散，提高水性聚氨酯的穩(wěn)定性和應用性能。目前合成水性聚氨酯用親水單體往往采用陰離子型或陽離子型，通過嵌段于水性聚氨酯分子主鏈上實現以上功能。通過以上手段制備的水性聚氨酯乳液，由于應用過程中需要相應的陰離子型或陽離子型助劑進行匹配保持整個乳液系統(tǒng)的穩(wěn)定性，使用范圍受到較大限制。采用非離子型親水單體對水性聚氨酯分子進行改性可解決上述缺陷。但目前由于非離子親水單體制備工藝較為復雜，產率較低，并且由于目前的非離子親水單體嵌段于水性聚氨酯分子上，造成具有親水功能的基團距離水性聚氨酯分子較近，使水性聚氨酯分散液穩(wěn)定性較差，固含量受到限制，無法制備成長期保持穩(wěn)定的水性聚氨酯乳液。而枝接型非離子親水單體，由于親水基團距離接枝點較遠，形成水性聚氨酯分子時親水基團伸向水相，充分提高了水性聚氨酯分散液的穩(wěn)定性。

發(fā)明內容
為了解決非離子型水性聚氨酯乳液分散穩(wěn)定性和匹配應用的問題，本發(fā)明提供了一種水性聚氨酯合成用非離子親水單體及其合成方法，通過該方法合成了一種可接枝于水性聚氨酯分子主鏈結構上，側基具有較長非離子基團的親水單體。通過該單體對水性聚氨酯分子進行改性，制備的水性聚氨酯乳液穩(wěn)定性較傳統(tǒng)嵌段型非離子水性聚氨酯乳液有較大改善，而且在與其他陰離子型或陽離子型助劑進行匹配時，避免了乳液破乳的問題。本發(fā)明的技術方案是一種水性聚氨酯合成用非離子親水單體，如下述通式(I )所示，
權利要求
1.一種水性聚氨酯合成用非離子親水單體，如下述通式(I)所示，
2.一種合成權利要求I所述的水性聚氨酯合成用非離子親水單體的方法，其特征是，它首先利用2，2- 二甲氧基丙烷對2，2- 二羥甲基丙酸的兩個羥基進行保護，經羥基保護后的產物與分子量為1000-2000的聚乙二醇單甲醚進行酯化反應；酯化產物進一步脫羥基保護后，生成非離子親水單體。
3.如權利要求2所述的合成方法，其特征是， (1)以丙酮或者二甲基甲酰胺為溶劑，以甲基苯磺酸為催化劑，2，2-二羥甲基丙酸和2，2- 二甲氧基丙烷氮氣保護下，于60±10°C下進行反應10 15小時；羥基保護后的產物過硅膠柱濾出后真空干燥；所述2，2- 二羥甲基丙酸和2，2- 二甲氧基丙烷的摩爾比為I :0. 5 3 ; (2)然后以N，N’- 二環(huán)己基碳二亞胺為溶劑，以4- 二甲氨基吡啶為催化劑，步驟(I)羥基保護后的產物和分子量為1000-2000的聚乙二醇單甲醚于80 150°C下進行酯化反應；反應5 8h后將酯化產物過硅膠柱濾出，真空干燥；所述羥基保護后的產物與聚乙二醇單甲醚的摩爾比為1:0. 5 2 ; (3)將步驟(2)的酯化產物加入混合溶劑中，在50±10°C條件下進行脫保護反應，反應10 15小時后經濃縮、干燥后，最終形成非離子親水單體；所述混合溶劑為質量百分濃度為25 37%的鹽酸溶液和甲醇，二者質量比為I :0. 5 3。
4.如權利要求3所述的的合成方法，其特征是，所述步驟(2)中羥基保護后的產物的加入量為溶劑N，N’ - 二環(huán)己基碳二亞胺的質量的8 12%。
5.如權利要求3或4所述的的合成方法，其特征是，所述步驟(3)中，混合溶劑的加入量為酯化產物質量的5 12倍。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種水性聚氨酯合成用非離子親水單體及其合成方法。本發(fā)明首先利用2,2-二甲氧基丙烷對2,2-二羥甲基丙酸的兩個羥基進行保護，經羥基保護后的產物與分子量為1000-2000的聚乙二醇單甲醚進行酯化反應；酯化產物進一步脫羥基保護后，生成最終產物為鏈段帶有兩個羥基，另一端為醚鍵的非離子親水單體。該單體可接枝于水性聚氨酯分子主鏈結構，采用該單體進行改性制備的水性聚氨酯乳液穩(wěn)定性較傳統(tǒng)嵌段型非離子水性聚氨酯乳液有較大改善，而且在與其他陰離子型或陽離子型助劑進行匹配時，避免了乳液破乳的問題。本發(fā)明制備功能單體的原料易得、價廉，制備過程簡便，收率高，便于工業(yè)化生產。
文檔編號C08G65/00GK102746505SQ201210226450
公開日2012年10月24日 申請日期2012年7月3日 優(yōu)先權日2012年7月3日
發(fā)明者彭丹, 律微波, 李冰, 李金輝, 趙寧 申請人:山東省科學院新材料研究所