專利名稱：聚(氨酯-脲)締合型增稠劑及其制備方法和應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種增稠劑，特別涉及聚(氨酯-脲)締合型增稠劑及其制備方法和 應(yīng)用，具體地說，是涉及適用于提高乳膠涂料的粘度的聚(氨酯-脲)締合型增稠劑及其制 備方法和應(yīng)用。
背景技術(shù)：
水性涂料因具有減少環(huán)境污染、改善操作和施工環(huán)境、減少大量有機(jī)溶劑排放等 優(yōu)點(diǎn)而成為涂料工業(yè)的發(fā)展方向之一，但是與溶劑型涂料不同，水性涂料體系的黏度要靠 添加增稠劑來調(diào)節(jié)。增稠劑是一種流變助劑，加入增稠劑后不但能使涂料增稠，同時(shí)還能賦 予涂料優(yōu)異的機(jī)械性能及物理化學(xué)穩(wěn)定性，在涂料施工時(shí)起控制流變性的作用。目前增稠 劑主要分為兩種類型，一是傳統(tǒng)的增稠劑，如纖維素型、堿溶脹型增稠劑，這類增稠劑是分 子結(jié)構(gòu)多為相對(duì)分子質(zhì)量比較高的水溶性聚合物，依靠水溶性聚合物溶解在水相中，通過 分子鏈纏繞提高水體系黏度。在剪切力作用下，增稠劑分子鏈會(huì)在剪切方向上排列，黏度大 幅下降，所以這類增稠劑存在很多缺點(diǎn)在涂料中應(yīng)用時(shí)流平性差、有嚴(yán)重的飛濺性、對(duì)涂 料穩(wěn)定性產(chǎn)生影響等缺點(diǎn)。另一類是締合型增稠劑，這類增稠劑是通過用疏水基團(tuán)改性親 水性聚合物，使這類改性聚合物既有親水性質(zhì)也具有疏水性質(zhì)，因此，這類增稠劑除了可以 通過水合作用，即親水端與水分子以氫鍵締合增稠外，還可以通過疏水端本身之間或與分 散顆粒之間以及體系中其他組分之間的締合作用而增稠。聚氨酯締合型增稠劑是20世紀(jì)80年代發(fā)展起來的一類增稠劑，這類締合型增稠 劑分子可以像大分子表面活性劑一樣形成膠束，親水端與水分子以氫鍵締合，疏水端與乳 膠粒子、表面活性劑等的疏水結(jié)構(gòu)以分子間配位效應(yīng)吸附締合在一起，在水中形成立體網(wǎng) 狀結(jié)構(gòu)，從而使溶液的粘度增大。在剪切作用下可以形成締合-解締合平衡，體系黏度僅有 所下降，獲得弱假塑性流體，這對(duì)增加流平性、提高涂膜豐滿度、改善涂膜手感效果有很好 的作用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明以胺類物質(zhì)做封端劑，采用三乙烯二胺作為催化劑，有效地提高了疏水鏈 段的封端率，縮短了反應(yīng)時(shí)間，降低了反應(yīng)溫度。在親水主鏈兩端引入兩個(gè)疏水長鏈，生成 了聚(氨酯-脲)聚合物，然后將聚(氨酯-脲)聚合物與去離子水和有機(jī)溶劑混合形成 締合型增稠劑。本發(fā)明的聚(氨酯-脲)締合型增稠劑，所述的聚(氨酯-脲)締合型增稠劑包括 聚(氨酯-脲)聚合物、去離子水和有機(jī)溶劑，三者的質(zhì)量比為1 0.5 3 0.5 1;所述的有機(jī)溶劑是難揮發(fā)且與水可互溶的有機(jī)溶劑；所述的聚(氨酯-脲)是以聚乙二醇與二異氰酸酯反應(yīng)得到的端異氰酸酯基團(tuán)聚 氨酯預(yù)聚物與高級(jí)脂肪胺反應(yīng)形成的聚合物，化學(xué)式如下所示
權(quán)利要求
1.聚(氨酯-脲)締合型增稠劑，其特征是所述的聚(氨酯-脲)締合型增稠劑包括 聚(氨酯-脲)聚合物、去離子水和有機(jī)溶劑，三者的質(zhì)量比為1 0.5 3 0.5 1; 所述的有機(jī)溶劑是難揮發(fā)且與水可互溶的有機(jī)溶劑；所述的聚(氨酯-脲)是以聚乙二醇與二異氰酸酯反應(yīng)得到的端異氰酸酯基團(tuán)聚氨酯 預(yù)聚物與高級(jí)脂肪胺反應(yīng)形成的聚合物，化學(xué)式如下所示
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚(氨酯-脲)締合型增稠劑，其特征在于，所述的聚(氨 酯-脲)聚合物、去離子水和有機(jī)溶劑三者的質(zhì)量比為1 3 1。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的聚(氨酯-脲)締合型增稠劑，其特征在于，所述的有機(jī) 溶劑為乙二醇丁醚、乙二醇丙醚或丙二醇甲醚。
4.聚(氨酯-脲)締合型增稠劑的制備方法，其特征是包括以下步驟(1)將80 100份聚醚多元醇和250 320份甲苯加入到反應(yīng)容器中，升溫至112 140°C蒸餾出50 130份甲苯；(2)待聚醚多元醇與甲苯溶液冷卻至30 50°C后，加入1.12 6. 67份二異氰酸酯， 再加入0. 1 0. 5份催化劑；(3)在不斷攪拌的情況下5分鐘內(nèi)升溫至50 80°C，反應(yīng)2 6小時(shí)，得到聚氨酯預(yù) 聚體的甲苯溶液；(4)在所述的聚氨酯預(yù)聚體的甲苯溶液中加入2 20份胺封端劑，0.1 0. 4份催化 劑，升溫至60 80°C反應(yīng)2 8小時(shí)，得到黃色透明液體；采用沉淀劑沉淀，真空干燥，得 到白色固體粉狀，即聚(氨酯-脲)聚合物，其化學(xué)式如下所示
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的聚(氨酯-脲)締合型增稠劑的制備方法，其特征在于，所述 的聚醚多元醇為聚乙二醇；所述的聚乙二醇的分子量是4000 32000。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的聚(氨酯-脲)締合型增稠劑的制備方法，其特征在于，所述 的催化劑是二月桂酸二丁基錫或辛酸亞錫或三乙烯二胺。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的聚(氨酯-脲)締合型增稠劑的制備方法，其特征在于，所述 的胺封端劑是直鏈伯胺封端劑或帶支鏈伯胺封端劑中的一種。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的聚(氨酯-脲)締合型增稠劑的制備方法，其特征在于，所述 的沉淀劑為沸程為60V 90°C的石油醚。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的聚(氨酯-脲)締合型增稠劑的制備方法，其特征在于，所述 的有機(jī)溶劑為乙二醇丁醚、乙二醇丙醚或丙二醇甲醚。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚(氨酯-脲)締合型增稠劑的應(yīng)用，其特征是所述的聚 (氨酯-脲)締合型增稠劑應(yīng)用于提高乳膠涂料的粘度。
全文摘要
本發(fā)明公開了聚(氨酯-脲)締合型增稠劑及其制備方法和應(yīng)用，所述的增稠劑包括聚(氨酯-脲)聚合物、去離子水和有機(jī)溶劑。所述的制備方法包括以下步驟在催化劑作用下，經(jīng)甲苯共沸除水后的聚醚多元醇與二異氰酸酯反應(yīng)2～6小時(shí)，生成聚氨酯預(yù)聚體，然后加入伯胺，催化劑，反應(yīng)2～8小時(shí)，用沉淀劑沉淀產(chǎn)物，干燥沉淀物，得到聚(氨酯-脲)聚合物，最后取制得的聚合物與去離子水和有機(jī)溶劑配成溶液，即得到聚(氨酯-脲)締合型增稠劑。本發(fā)明制備的增稠劑，對(duì)苯丙乳液、純丙乳液均有良好的增稠效果，使乳液具有在低剪切速率下有高粘度、高剪切速率下有低粘度的特性，本發(fā)明還可用于其它水性體系，如涂料、化妝品、造紙、皮革等領(lǐng)域。
文檔編號(hào)C09D7/12GK102146230SQ20101060306
公開日2011年8月10日 申請(qǐng)日期2010年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月21日
發(fā)明者張立柱, 張高奇, 查劉生 申請(qǐng)人:東華大學(xué)