[发明专利]一种Gemini型聚醚磷酸酯的制备方法及其应用

说明书

本发明公开了一种Gemini型聚醚磷酸酯的制备方法及其应用，属于高分子材料制备领域。其先用氨基亚甲基二磷酸四乙酯和端环氧基聚醚反应得到中间体a，然后将中间体a和三甲基溴硅烷反应得到中间体b，再将中间体b进行醇解，得到所述Gemini型聚醚磷酸酯。本发明制备的Gemini型聚醚磷酸酯在涂料、油墨或者粘合剂的制备中用作为分散剂时，可使所制备的产品具有较高的性能，如较低的粘度、较高的颜料处理能力、较高的抗凝絮性和优异的储存稳定性能，特别是在处理透明氧化铁时，具有优异的透明性。

技术领域

本发明属于高分子材料制备领域，具体涉及一种Gemini型聚醚磷酸酯的制备方法及其应用。

背景技术

在涂料、油墨、粘合剂等的制备过程中，由于颜料以固相聚集体的形式加入到树脂或者溶液中，为了把颜料分散开来，需要加入特殊的高分子聚合物用作分散剂来帮助颜料分散。分散剂的加入，可以减少颜料分散的机械力和时间，还可以吸附在粒子表面，阻止颜料粒子凝絮，提高体系的稳定性。如果颜料分散不好，会导致涂料等出现粘度上升、失光、产生色差和展色不充分等弊病。基于此，分散剂在涂料等的制备过程中用量虽然少，但是起到非常关键的作用。长期以来，我国的涂料助剂市场被毕克、巴斯夫等国外公司占领，这些公司的助剂价格虚高，制约了我国涂料行业的发展，因而开发具有自主知识产权且价格合适、性能优异的涂料用助剂是我国市场迫切需要的。

对具有末端羟基的聚合物进行磷酸化，并将得到端羟基磷酸酯用作分散剂已经在现有的专利文献中得到了广泛报道。专利CN 1649933A公开了一种磷酸酯分散剂，其是以端羟基聚醚和/或聚酯与过量的磷酸化试剂制备而成，使用该方法制备的磷酸酯，易使体系中存在过量的磷酸化试剂，如多聚磷酸，对漆膜的耐水性有一定副作用。专利CN 103608097A公开了一种基于磷酸酯衍生物的分散添加剂的制备方法，其是使二异氰酸酯与醇反应生成氨基甲酸酯，然后将其与具有至少一个羟基以及基团X（NH和/或NZ₂）的胺反应后，再进行磷酸化。专利CN 1930176A中公开了利用端羟基聚醚和/或聚酯与具多羧基或至少一个酯键的化合物反应，得到嵌段聚合物后，再与多磷酸进行磷酸化反应得到磷酸酯聚合物。

如上所述，传统的磷酸酯分散剂一般只有一个亲油基团和一个亲水基团。亲油基团和树脂体系相容，亲水基团和颜料相结合。但是，单个基团的结合和稳定能力往往是有限的。Gemini型表面活性剂具有两个亲油和两个亲水基团，因此表现出许多协同作用，具有更低的临界胶束浓度，更容易在界面吸附，可提供更好的稳定性，这些性能对于分散剂而言是有利的。

同时，通常磷酸酯类分散剂只能对无机颜料进行有效处理，如钛白粉、铁黄等，但是对碳黑等的处理效果有限；而含有碱性基团的分散剂则对碳黑处理是有效的。因此，开发一种既有氨基，又有磷酸基团的分散剂，其适用性会更加广泛。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的上述不足，提供一种Gemini型聚醚磷酸酯的制备方法及其应用。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种Gemini型聚醚磷酸酯的制备方法，其包括以下步骤：

步骤一，将氨基亚甲基二磷酸四乙酯和端环氧基聚醚进行反应，然后冷却，得到中间体a，其反应式如下；

；反应过程中通过测试体系的环氧值确定反应的进程，当体系的环氧值不变的时候，则氨基反应完全，即伯氨基完全转化为叔胺基，转化率为99.9%以上；其中，所述端环氧基聚醚的结构中，R为C₁-C₂₄的任意烷基或芳香基，x和y满足以下条件：0≤x≤100，0≤y≤100，且x+y≥10；

步骤二，将中间体a溶于无水二氯甲烷中，然后加入三甲基溴化硅（Me₃SiBr）进行反应，反应结束后真空脱除溶剂，得到中间体b，其反应式如下；

；