[发明专利]一种梳状聚氨酯缔合型增稠剂及其制备方法与应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种增稠剂，特别涉及一种梳状聚氨酯缔合型增稠剂及其制备方法 与应用。

背景技术

随着人们环保意识的增强，水性涂料由于具有减少环境污染，改善操作条件和 施工环境，节省大量有机溶剂等优点，从而成为涂料工业的主要发展方向之一。乳 胶漆是水性涂料的重要代表品种。乳胶漆从制备到成膜包含制造、贮存、施工和流 平等四个过程。在不同过程中，对涂料体系粘度的要求也不同，例如在乳胶漆贮存 期间，需要长期保持较高的低剪切粘度，阻止分散颗粒因重力作用而下沉；在施工 过程则希望粘度适中，既能保证刷涂流畅，又能保证一定成膜厚度来提高遮盖力； 施工后粘度应在短时间内恢复，以利于涂膜的流平，流平后粘度应迅速恢复到很高 以防止流挂。变动乳液浓度和乳胶涂料中其他固体物质的浓度可调节粘度，但调节 范围非常有限，通常是采用添加增稠剂的方法加以解决。增稠剂是使体系的粘度增 加的助剂，在低剪切速率下它能使体系粘度增加，而在高剪切速率时对体系的粘度 影响很小。它对乳胶漆的增稠、稳定及流变性能，起着多方面的改进调节作用。

传统的增稠剂为高相对分子质量水溶性聚合物，分子结构上为完全亲水性结 构，无疏水性链段。传统增稠剂主要分为纤维素类增稠剂和丙烯酸类增稠剂。传统 增稠剂与水分子通过氢键水合，同时还存在分子链缠绕，大大减少了溶液中自由水 的含量，在静置时粘度很大，有利于阻止分散颗粒下沉，但在施工过程中，在高剪 切速率下，分子链缠绕解开并顺着剪切方向排列，粘度迅速下降，造成涂膜较薄， 遮盖力不足，加大了施工难度。

聚氨酯缔合型增稠剂是20世纪80年代发展起来的一类增稠剂，是一种含有疏水 基团的水溶性低聚物。聚氨酯缔合型增稠剂的亲水端与水分子以氢键缔合，疏水端 与乳液粒子、颜料粒子缔合而形成网状结构，导致体系粘度增加。聚氨酯缔合型增 稠剂与分散相粒子间的缔合可提高分子间势能，在高剪切速率下表现出较高的表观 粘度，有利于提高涂膜的丰满度；随着剪切力的消失，其立体网状结构逐渐恢复， 便于涂料的流平。聚氨酯缔合型增稠剂拥有的特性使得其成为高档建筑乳胶漆首选 的流变学助剂。

由于聚氨酯增稠剂中起增稠作用的决定性因素是其疏水端，而传统的聚氨酯增 稠剂只在两端含有疏水基团。因此，人们期望得到增稠作用更强，且具有聚氨酯增 稠剂优良特性的增稠剂。

发明内容

本发明的首要目的在于克服传统聚氨酯增稠剂分子中只含有两个疏水基团(起 增稠作用的决定性因素)，提供一种分子中含有多个疏水基团，在较低浓度下就能 有效地提高乳胶漆的粘度，使乳胶漆既具有低剪切下的高粘度，又具有在高剪切下 低施工粘度的特性，提高了乳胶漆的质量的梳状聚氨酯缔合型增稠剂。

本发明的另一目的在于提供所述梳状聚氨酯缔合型增稠剂的制备方法。

本发明的再一目的在于提供所述梳状聚氨酯缔合型增稠剂的应用。

本发明的目的通过下述技术方案实现：一种梳状聚氨酯缔合型增稠剂，化学式 如式I所示：

(式I)

其中：R₁为C₆～C₁₈的烷基；

A为聚醚二元醇残基；

所述的聚醚二元醇优选聚乙二醇(PEG)、聚丙二醇(PPG)、聚乙二醇-聚丙二 醇(PEG-PPG)、聚丁二醇或聚四氢呋喃二醇(PTHF)中的至少一种；

B为二异氰酸酯残基；

所述的二异氰酸酯优选异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、1，6-己二异氰酸酯(HDI)、 2，6-二异氰酸酯甲基己酸酯(LDI)、甲苯二异氰酸酯(TDI)、4，4’-二苯基甲烷 二异氰酸酯(MDI)、二环己基甲烷二异氰酸酯(HMDI)、苯二亚甲基二异氰酸酯(XDI)、 萘-1，5二异氰酸酯(NDI)、甲基环己基二异氰酸酯(HTDI)或四甲基苯二亚甲基 二异氰酸酯(TMXDI)中的至少一种；

D为疏水性二醇，其化学式如式II所示：

(式II)

其中，E为氧化烷基单元，其结构简式为：-OR；R为C₄～C₁₈的烷基；

R₂为C₆～C₁₈的长链烷基；

x为1～5的任意整数；