[发明专利]一种“Gemini”型稳定分散剂及其合成和应用

说明书

本发明公开了一种“Gemini”型稳定分散剂及其制备方法和用途，所述方法包括：步骤(a)使用取代甲基丙烯酸衍生物与二酚化合物在催化剂存在下反应，制备二酚醚类化合物；步骤(b)二酚醚化合物与多元醇化合物反应，脱除小分子的化合物后，生成“Gemini”型稳定分散剂。制备的稳定分散剂合成共聚物多元醇后具有较低的粘度以及表面较为光滑的颗粒分散体。

技术领域

本发明涉及一种新型稳定分散剂及其合成和在共聚物多元醇中的应用，更具体地，本发明涉及一种“Gemini”型多活性位点稳定分散剂及其合成方法和使用该稳定分散剂合成共聚物多元醇的用途。

背景技术

在制造聚氨酯泡沫塑料过程中经常会使用共聚物多元醇提高改进承载性和其它性能，所述共聚物多元醇是聚合物在多元醇中的分散体。常用的类型有，乙烯基聚合物颗粒多元醇(苯乙烯-丙烯腈的分散体)，聚脲颗粒分散体(PHD多元醇)，多异氰酸酯加聚物(PIPA多元醇，聚氨酯-聚脲颗粒的分散体)。目前商业化较广泛的是苯乙烯/丙烯腈共聚物在多元醇中的分散体(简称共聚物多元醇或是聚合物分散体)。

其稳定性多借助于不饱和化合物的聚合物与多元醇分子间形成的接枝或加成产物的稳定效应。本领域已知的方法众多，通常使用在多元醇中引入少量的可聚合双键。如US3652639、US3823201所公开的，采用具有特定反应性不饱和度的稳定分散剂用于制备共聚物多元醇，但是制备的共聚物多元醇固含量偏低。稍后的专利US5196476、EP0786480公开了预制稳定剂法制备POP的方法，首先，自由基聚合引发剂和稳定分散剂及烯键式不饱和单体反应制备预制稳定剂，然后，在聚醚存在下预制稳定剂继续与烯属不饱和单体聚合制备POP，该方法存在着稳定分散剂使用量大，粘度偏高的缺陷。

现有技术采用的分散剂均为单活性位点的，只有一个活性位点和一支舒展于分散体连续相的聚醚链段。如图4所示。

而“Gemini”型稳定分散剂“Gemini”表面活性剂具有至少两个以上活性位点和两条舒展于分散体连续相的聚醚链段，从结构上看，“Gemini”型稳定分散剂，相似于两个单活性位点稳定剂分子的聚结，故也称“双子稳定分散剂”或“孪连型稳定分散剂”(如图5所示)。

前期研究表明，具有“Gemini”结构的表面活性剂具有独特的优势：更高的表面活性、更有效地降低表面张力、更好的复配协同效应、更低的Kraff点、更易聚集生成胶团、更好的润湿性、良好的钙皂分散能力等普通表面活性剂不具备的独特优势。

本发明发现，具有“Gemini”结构的稳定分散剂用于共聚物多元醇分散体中，具有明显的优势，能够解决现有技术中存在的一些分散剂使用量大、粘度高等弊端。

发明内容

根据本发明的第一个方面，提供一种“Gemini”型稳定分散剂制备工艺，包括：步骤(a)使用取代甲基丙烯酸衍生物与二酚化合物在催化剂存在下反应，制备二酚醚类化合物；步骤(b)二酚醚化合物与多元醇化合物反应，脱除小分子的化合物后，生成“Gemini”型稳定分散剂。

优选地，取代甲基丙烯酸衍生物为含有甲基丙烯酰结构的化合物，如下所示：

其中A、B独立的表示氢、1～12个碳的饱和烷基、不饱和烯基、炔基、芳基及取代芳基；优选为氢；C为饱和或不饱和的烷氧基、取代胺基、卤素、巯基或取代巯基，优选1～4个碳的饱和烷氧基，特别优选甲氧基或乙基氧基；X为卤素，优选溴。在一个特定实施方案中，取代甲基丙烯酸衍生物为2-溴甲基丙烯酸甲酯。

优选地，二酚化合物为含不相邻酚羟基的芳环、稠环芳烃化合物及其取代物中的一种或多种，如间苯二酚、5-甲基-1,3-苯二酚、5-氯-1,3-苯二酚、対苯二酚、四氯対苯二酚、四腈基対苯二酚、1,3-萘二酚、1,4-萘二酚、1,3-萘二酚、1,5-萘二酚、1,8-萘二酚、2,6-萘二酚、2,7-萘二酚，1,4-蒽二酚、1,5-蒽二酚、9,10-蒽二酚等中的一种或多种，优选対苯二酚和1,5-萘二酚。