[发明专利]一种侧链偶氮型水性聚氨酯的制备方法

权利要求书

1.一种侧链偶氮型水性聚氨酯制备方法，其特征在于：将含有偶氮生色团的具有对称结构的二元醇作为反应物，通过与二异氰酸酯、大分子二元醇、亲水扩链剂进行反应，使偶氮生色团化学键入到水性聚氨酯的分子侧链中，合成制备出的侧链偶氮型水性聚氨酯；

所述具有对称结构的偶氮二元醇，是由含有偶氮二元醇对位基团R的一元胺进行重氮化反应后，再进行偶合反应制得；

所述重氮化反应为：

其中HX代表盐酸或硫酸；该重氮化反应是按质量份数100份含有偶氮二元醇对位基团R的一元胺加入500-1000份的水经充分搅拌后形成溶液，然后向溶液中缓慢滴加与一元胺物质的量之比为2-4:1的浓盐酸或浓硫酸；控制体系温度为0-5℃，快速滴加完按亚硝酸钠与一元胺物质的量之比为1-1.02:1的质量百分比浓度为30-50%的亚硝酸钠水溶液；保持冰水浴1-2小时反应生成一元胺的重氮盐溶液；

所述偶合反应为：

是将N,N-二羟乙基苯胺与一元胺物质的量之比为1-1.05:1的N,N-二羟乙基苯胺溶解于按质量份0-100份水、100-300份甲醇和0-100份乙酸中形成N,N-二羟乙基苯胺溶液，将前述制备的一元胺的重氮盐溶液在0.5-1小时内滴加到该N,N-二羟乙基苯胺溶液中，采用氢氧化钠的水溶液调节混合溶液的pH值为5-6，保持体系在0-5℃下反应2-4小时，最后调节体系pH值为中性，过滤得到产物；用体积比为2-4:1的乙醇和水配制的混合物对所得产物进行重结晶，过滤后放置真空烘箱中干燥至恒重，得到偶氮二元醇。

2.如权利要求1所述侧链偶氮型水性聚氨酯制备方法，特征在于所述一元胺选自苯胺、4-乙基苯胺、2-乙基苯胺、对氨基苯甲酸丁酯、邻甲苯胺、对甲苯胺、4-丁基苯胺、对氨基苯甲酸乙酯、对氨基苯甲酸异丙酯、对硝基苯胺、1-萘胺、2-萘胺、1-氨基-4-溴萘、1-氨基-4-硝基萘胺、2-氨基噻唑或2-氨基-5-硝基噻唑。

3.如权利要求1所述侧链偶氮型水性聚氨酯制备方法，特征在于当采用阳离子型亲水扩链剂N-甲基二乙醇胺与二异氰酸酯、大分子二元醇、小分子二元醇反应时，得到阳离子侧链偶氮型水性聚氨酯，具体操作步骤如下：

以水性聚氨酯中非水性和非溶剂性组分的质量为基准，将按该基准质量30-70%的大分子二元醇在110-120℃脱水0.5-1.5小时，再按该基准质量的15-50%加入二异氰酸酯，在80-90℃反应2-4小时后，加入该基准质量0.2-15%的具有对称结构的偶氮二元醇、0-11%的二元醇扩链剂、0.01-0.08%的二月桂酸二丁基锡和20-50%丙酮或丁酮，在60-80℃反应1-4小时；将按基准质量8-16%的阳离子型亲水扩链剂N-甲基二乙醇胺溶于10-50%的丁酮中，滴加该溶液，滴完后在40-60℃反应2小时；然后在高速剪切和0-40℃的条件下加入基准质量3-7%的乙酸，反应1-5分钟后加入基准质量200-300%的水和0-5%的二元胺扩链剂，搅拌5-30分钟后将反应产物在40-50℃、真空条件下脱去丙酮或丁酮，即得到阳离子侧链偶氮型水性聚氨酯乳液。

4.如权利要求1所述侧链偶氮型水性聚氨酯制备方法，特征在于当采用阴离子型亲水扩链剂二羟甲基丙酸或二羟甲基丁酸与二异氰酸酯、大分子二元醇、小分子二元醇反应时，得到阴离子侧链偶氮型水性聚氨酯，具体操作步骤如下：

以水性聚氨酯中非水性和非溶剂性组分的质量为基准，将按该基准质量30-70%的大分子二元醇在110-120℃脱水0.5-1.5小时，再按该基准质量的15-50%加入二异氰酸酯，在80-90℃反应2-4小时后，加入该基准质量4-8%的阴离子型亲水扩链剂、0.2-20%的具有对称结构的偶氮二元醇、0-11%的二元醇扩链剂、0.01-0.08%的二月桂酸二丁基锡和20-50%丙酮或丁酮，在70-80℃反应1-4小时；然后在高速剪切和0-40℃的条件下加入3-7%的三乙胺，反应1-5分钟后，加入基准质量200-300%的水和0-5%的二元胺扩链剂，搅拌5-30分钟后，将反应产物转入旋转蒸发仪，在40-50℃、真空条件下脱去丙酮或丁酮，即得到阴离子侧链偶氮型水性聚氨酯乳液。

5.如权利要求3或权利要求4所述侧链偶氮型水性聚氨酯制备方法，特征在于所述大分子二元醇选自聚己二酸-1,4-丁二醇酯二醇、聚己内酯二元醇、聚碳酸酯二元醇、聚四氢呋喃醚二元醇或聚丙二醇。