專利名稱：一種新型聚氨酯分散劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種聚氨酯型分散劑及其制備方法，該分散劑用異氰酸酯多聚體與羥 基化合物反應(yīng)后，最后用自制的新型錨定端基封端。本發(fā)明進(jìn)一步闡述了這種新型錨定端 基的制備方法，以及在聚氨酯分散劑中的應(yīng)用。
背景技術(shù)：
在液體介質(zhì)中引入固體顆粒需要強(qiáng)大的機(jī)械力，而且，這些固體顆粒分散于液體 介質(zhì)后，由于固體顆粒之間的倫敦力/范德華力引起相互吸引，進(jìn)而重新聚集，破壞了分散 體的穩(wěn)定，導(dǎo)致先前所做的努力白費。因此，通常通過引入分散劑的方法來改善固體顆粒進(jìn) 入液體介質(zhì)中的效率和提高分散體的穩(wěn)定性。分散劑是一種在分子內(nèi)同時具有親油性和親水性兩種相反性質(zhì)的界面活性劑，其 結(jié)構(gòu)的一部分帶有極性較大的錨定端基，容易吸附在固體顆粒的表面，另一部分則是極性 較低的溶劑化長分子鏈，與分散介質(zhì)(樹脂或溶劑)有較好的親和力。因此，分散劑可均一 分散那些難溶于液體的無機(jī)、有機(jī)顏料的固體顆粒，同時也能防止固體顆粒的沉降和凝聚， 形成較穩(wěn)定的懸浮液。隨著有機(jī)顏料和碳黑在涂料、油墨以及塑料中的廣泛使用，想徹底改善這些顏料 在液體中的穩(wěn)定性，高分子量分散劑成為一種必不可少的添加物，譬如聚丙烯酸酯類、聚氨 酯類分散劑等。而其中，聚氨酯類分散劑由于其所具有的特殊聚異氰酸酯核，以及其NC0的 高反應(yīng)活性，能和不同極性的一元醇尾段反應(yīng)生成位阻鏈段，因此很容易能得到對有機(jī)顏 料的穩(wěn)定性較強(qiáng)，與體系相容性廣泛的高分子量分散劑，使得許多高性能的有機(jī)顏料的分 散穩(wěn)定不再成為問題。US4032698提到了一種聚氨酯類分散劑，采用2. 5-6個官能度的多異氰酸酯、聚丙 烯酸酯一元醇以及錨定端基制備而成，錨定端基為含-SH或-0H或-NH2等反應(yīng)性基團(tuán)的堿 性反應(yīng)物，譬如雙氰胺、二硝基苯胺、二氨基馬來腈、3-氨基_1、2、3_ 二唑等。EP154678提到了一種聚氨酯類分散劑，采用多異氰酸酯、羥基化合物以及一種含 澤尼維季諾夫(zerewitinoff)活潑氫和至少一個含氮的堿性基團(tuán)的化合物制備而成。其 中作為錨定端基的這種含活潑氫化合物優(yōu)先采用含-NH⑵的雜環(huán)化合物，譬如1_(2_氨乙 基)哌嗪，3-氨基-1，2，4-三唑，4-(2-氨乙基)-吡啶等等。W097/26984所述的聚氨酯分散劑，除了多異氰酸酯、羥基化合物外，所用的錨定端 基為Michael加成反應(yīng)產(chǎn)物，如含活潑氫的雜環(huán)化合物與丙烯酸羥丙(乙)酯，或者含活潑 氫雜環(huán)化合物與縮水甘油醚的加成產(chǎn)物。CN200780044910中的聚氨酯分散劑同樣采用了由Michael加成而得的錨定端 基，為二烷基胺基烷基胺與含羥基官能團(tuán)的a，0 -不飽和羰基化合物的反應(yīng)物。EP2007/05145的聚氨酯分散劑采用了不飽和的單羥基化合物做錨定基團(tuán)，譬如炔 丙醇、糠醇等，最終的產(chǎn)物特征是沒有氨值。上述的聚氨酯分散劑采用了不同類型的錨定端基，能較好地分散無機(jī)和部分有機(jī)顔料，但對于某些有機(jī)顔料，尤其是酞菁類、異吲哚啉類、碳黑等，均存在分散體著色カ不 強(qiáng)，色漿貯存穩(wěn)定性不足的缺點。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供ー種新型聚氨酯分散劑及其制備方法，解決上述現(xiàn)有分散 劑存在的問題。具體方案如下
ー種新型聚氨酯化合物，所述聚氨酯化合物在合成時由含氮雜環(huán)化合物封端，所述含 氮雜環(huán)化合物由酸酐與含一個伯胺和一個仲胺或羥基或巰基的化合物脫水縮合而成，所述 縮合后的產(chǎn)物即所述含氮雜環(huán)化合物含有ー個活潑氫；
所述含ー個伯胺和一個仲胺或羥基或巰基的化合物的結(jié)構(gòu)式如下
權(quán)利要求
1.ー種新型聚氨酯分散劑，其特征在于，所述聚氨酯化合物在合成時由含氮雜環(huán)化合物封端，所述含氮雜環(huán)化合物由酸酐與含一個伯胺和一個仲胺或羥基或巰基的化合物脫水縮合而成，所述縮合后的產(chǎn)物即所述含氮雜環(huán)化合物含有ー個活潑氫； 所述含ー個伯胺和一個仲胺或羥基或巰基的化合物的結(jié)構(gòu)式如下
2.權(quán)利要求I所述的新型聚氨酯分散劑的制備方法，其特征在于，包括如下步驟首先，在ニ甲苯和醋酸丁酯的混合溶液中，DBTDL催化作用下，組分A和組分B在70 80°C中反應(yīng)，用組分B封閉掉I 90%組分A中的-NCO基團(tuán)；然后，投入組分C，繼續(xù)在70 80°C下反應(yīng)，組分C封閉掉5 80%組分A中的-NCO基團(tuán)，并且，組分B和組分C封閉的組分A的-NCO總量為30 90% ;最后，50 60°C下保溫I小時，用組分D封閉掉組分A中剩余的-NCO ;其中， 組分A為ー種或多種含2. O到6. O平均官能度的異氰酸酯多聚體； 組分B為聚醚或聚酯或聚丙烯酸酯的一元羥基化合物； 組分C為兩官能度的擴(kuò)鏈劑； 組分D為含氮雜環(huán)化合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述聚酯的一元羥基化合物可以通過小分子一元醇與內(nèi)酯的開環(huán)得到，也可以通過小分子一元醇與ニ元醇、ニ元酸、酸酐縮聚而成，還可以通過小分子一元醇與羥基酸縮聚而成，或者是這兩種方法的混合。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在干，所述兩官能度的擴(kuò)鏈劑是數(shù)均分子量為600 2000的ニ元醇、ニ元胺或ニ元羧酸。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述聚酯的一元羥基化合物的數(shù)均分子量為300 5000，所述聚醚的一元羥基化合物的數(shù)均分子量為300 6000。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述聚酯的一元羥基化合物 的數(shù)均分子量優(yōu)選為1000 3000，所述聚醚的一元羥基化合物的數(shù)均分子量優(yōu)選為1000 4000。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在干，所述聚丙烯酸酯的一元羥基化合物的制備方法如下 由(甲基)丙烯酸酯単體CH2=C(CH3)C(=0)0R在2-巰基こ醇的調(diào)聚作用下，用常規(guī)引發(fā)劑制備而成，數(shù)均分子量為300 20000，優(yōu)選的是500-10000，其中R是含I 18個碳的燒基。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述含氮雜環(huán)化合物的制備方法如下由摩爾比為I : I的酸酐與含一個伯胺和一個仲胺或羥基或巰基的化合物在180 230°C下脫水縮合而成，所述縮合后的產(chǎn)物即所述含氮雜環(huán)化合物含有ー個活潑氫；所述含ー個伯胺和一個仲胺或羥基或巰基的化合物的結(jié)構(gòu)式如下
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的制備方法，其特征在于，所述酸酐選自鄰苯ニ甲酸酐、四氫苯酐、甲基四氫苯酐、氯代鄰苯ニ甲酸酐、溴代鄰苯ニ甲酸酐、氟代鄰苯ニ甲酸酐、甲基鄰苯ニ甲酸酐、萘酐或2，3萘ニ羧酸酐。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的制備方法，其特征在于，所述含氮雜環(huán)化合物是3-(2-氨こ基)Π引哚、4-(2-氨基こ基)苯甲醇、IH-咪唑-4-こ胺、4-羥基苯こ胺、2-(2-氨基こ基)苯酌·、2-甲基Π引哚-3-こ胺、N-こ基こニ胺、N-苯基こニ胺、3_(氨基甲基)卩比唑、2_(氨基甲基)嗎啉、5-(氨基甲基)叼丨哚、4-(氨基甲基)芐醇、5-氨基甲基吲唑、2-(2-氨基丙基)吡咯、4-(2-氨基丙基)苯酚、1-(2-氨こ基)哌嗪、4-甲基-5-氨基吲哚、5-氨基異吲哚啉、I-氨基-4-羥基蒽醌、4-氨基苯并咪唑、4-氨基-3-巰基吡啶、2-巰基苯并咪唑或2- (2-氨基こ基)苯酚。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種新型聚氨酯分散劑及其制備方法，所述聚氨酯分散劑在合成時由含氮雜環(huán)化合物封端，所述含氮雜環(huán)化合物由酸酐與含一個伯胺和一個仲胺或羥基或巰基的化合物脫水縮合而成，所述縮合后的產(chǎn)物即所述含氮雜環(huán)化合物含有一個活潑氫；所述含一個伯胺和一個仲胺或羥基或巰基的化合物的結(jié)構(gòu)式如下，其中n=1～5，優(yōu)選2～4，R1和R2分別為含1～8個碳的烷基，兩者或獨立，或通過化學(xué)鍵相連形成一個或幾個飽和或不飽和的4～8元環(huán)，X為N、O或S。
文檔編號C08G18/79GK102658057SQ20121010958
公開日2012年9月12日 申請日期2012年4月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月16日
發(fā)明者王志軍 申請人:王志軍