[发明专利]一种梳型聚氨酯超分散剂的制备方法、分散剂及其应用

说明书

本发明属于高分子分散剂技术领域，具体公开了一种梳型聚氨酯超分散剂的制备方法、分散剂及其应用，所述制备方法是使单端伯氨基聚醚与至少二倍当量的烷基缩水甘油醚反应，生成含二个羟基的叔胺基聚醚中间体，然后将所述叔胺基聚醚中间体加入到二异氰酸酯与二元醇或二元聚醚的预聚物中扩链，最后加入含有芳基双活性基团的组分，制得梳型聚氨酯超分散剂。本发明利用烷基缩水甘油醚与单端伯氨基聚醚反应形成二羟基中间体，可将聚醚单元胺完全转化，有效避免副产物的产生，得到具有优异且稳定的分散性能的梳型聚氨酯超分散剂。此外，本发明可制备得到适用于水性体系、溶剂型体系或同时适用于水性和溶剂型体系的疏型聚氨酯超分散剂。

技术领域

本发明属于高分子分散剂技术领域，具体涉及一种梳型聚氨酯超分散剂的制备方法、分散剂及其应用。

背景技术

分散剂是促使物料颗粒均匀分散于介质中的物质，高分子型分散剂，又称为多功能颜料分散剂，是最为常用的分散剂，分为多己内多酯多元醇-多乙烯亚胺嵌段共聚物型分散剂、丙烯酸酯高分子型分散剂、聚氨酯或聚酯型高分子分散剂等，它们的高分子链段能够与介质分子缠绕，又具有多个锚锭基团可牢固结合在颜料粒子表面，因此其对于介质中颗粒的贮存稳定性较传统的低分子量分散剂有显著优势。梳型分散剂是新一代的高分子分散剂，除了高分子链段和锚固基团外，还具有梳型支链，即溶剂化链，显著提高了溶剂化能力和空间位阻，避免分散颗粒的吸引团聚，分散效果更佳。

梳型分散剂的制备一般都比较复杂，容易有副产物的产生，导致无法达到预期的使用效果。例如，专利WO2016/077147公开了一种梳型聚氨酯分散剂，由草酰胺二醇与二异氰酸酯反应形成，核心工艺为草酸二乙酯与二乙醇胺(DEA)反应生成4-羟基乙基-2,3-二羰基吗啉(HEMD)，然后HEMD与聚醚单元胺反应制成草酰胺二醇，草酰胺二醇与二异氰酸酯反应合成分子量约13 000-40 000的梳型聚氨酯分散剂；该专利的不足之处在于草酰胺二醇的产率在89.7-95.6%，未转化的聚醚单元胺一端是氨基，另一端是羟基，会与异氰酸酯反应产生副产物，而非梳型的高分子聚氨酯，影响产物纯度。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种梳型聚氨酯超分散剂的制备方法。该法可将聚醚单元胺完全转化，有效避免副产物的产生，得到具有优异且稳定的分散性能的梳型聚氨酯超分散剂。

为达到上述目的，本发明采用的具体技术方案如下：

一种梳型聚氨酯超分散剂的制备方法，是使单端伯氨基聚醚与至少二倍当量（即二倍摩尔量）的烷基缩水甘油醚反应，生成含二个羟基的叔胺基聚醚中间体，然后将所述叔胺基聚醚中间体加入到二异氰酸酯与二元醇或二元聚醚的预聚物中进行扩链反应，最后加入含有芳基双活性基团的组分，制得梳型聚氨酯超分散剂。所述含有芳基双活性基团的组分中活性基团是指能够与异氰酸酯基反应且能锚固在颜料颗粒表面的基团，如氨基、羧基、羟基等。本发明梳型聚氨酯超分散剂的亲油亲水性可由单端伯氨基聚醚的HLB值调节控制，所述单端伯氨基聚醚可以是HLB值较高的聚氧乙烯醚胺、HLB值较低的聚氧丙烯醚胺等。

优选的，所述单端伯氨基聚醚分子式如下：

其中，R为H或CH₃，X为1-50，Y为3-40。上述结构式中，只要调节乙氧单元和丙氧单元的数量，即可实现梳型聚氨酯超分散剂的亲水亲油性调节，增加丙氧单元数量，亲油性提升，增加乙氧单元数量，亲水性提升。

进一步的，所述单端伯氨基聚醚的分子量为600-5000。分子量过小，溶剂化能力和空间位阻不足，分子量过大，易产生分散剂从分散颗粒表面上脱附的现象。

优选的，所述烷基缩水甘油醚分子式如下：

其中，R1是C1-C12的烷基或不饱和烃基。

优选的，所述含有芳基双活性基团的组分为氨基苯磺酸和/或羟基萘甲酸。