[发明专利]一种水性磺酸盐聚酯及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种水性磺酸盐聚酯及其制备方法和应用，所述磺酸盐聚酯的制备原料包括二元醇、二元酸；所述二元醇包括无支链结构的二元醇、具有脂环结构的二元醇中的至少一种；所述二元酸包括含磺酸基二元酸或其酯、芳香族二元酸。本发明中的磺酸盐聚酯的制备过程中未使用溶剂，具有环境友好的特点，符合当前所提倡的环保理念，且避免了中和剂的使用，本发明中以脂肪族二元醇作为软段，芳香二元酸作为硬段，通过调节制备磺酸盐聚酯的单体种类和含量，得到不同的分子结构，制备得到的磺酸盐聚酯的玻璃化转变温度可调控，且使用磺酸盐聚酯分散液制备的色浆具有较好的分散稳定性。

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种水性磺酸盐聚酯及其制备方法和应用。

背景技术

水性聚酯是指以水为介质的高聚物，由于结构设计的高度灵活性，根据聚合单体的不同性质可以设计出具有不同宏观性能的产物。水性聚酯具有低挥发性有机化合物(VOCs)排放的优点，具有环境友好性，在涂料、油墨、粘合剂和3D打印等领域有广泛的应用前景。制备水性聚酯的方法通常是在热力学性能优良的聚酯基体链段中通过共聚的方式引入离子型结构单元，形成离子型共聚酯。离子型基团可以是亲水性基团，能够赋予聚酯良好的水溶性或水分散性。

目前对水性聚酯的研究主要集中在成盐法，一般是将含羧基的单体引入到树脂链段中，利用有机氨作为中和剂，进而获得亲水性聚酯。然而这种方法制备的水性聚酯中的羧基可能会破坏相邻的酯键，导致聚酯主链的酯键的耐水解性较差，同时中和剂、助溶剂等助剂的添加使得制备过程的成本较高。玻璃化转变温度对聚酯的耐溶剂、耐磨性、耐腐蚀性能、附着能力有较大的影响。聚酯玻璃化转变温度越高，聚酯反应最终粘度越大，制漆后耐溶剂、耐磨性及耐腐蚀性能越好。制备的聚酯玻璃化转变温度越低，柔顺性和延展性越好，可以提高油墨材料的附着力。

因此，为了满足不同应用需求，需要制备玻璃化转变温度可调控且分散稳定性较好的水性聚酯。

发明内容

本发明旨在至少解决上述现有技术中存在的技术问题之一。为此本发明提出了一种水性磺酸盐聚酯及其制备方法和应用，本发明中的磺酸盐聚酯是由二元醇和二元酸制得，本发明中的磺酸盐聚酯的制备过程中未使用溶剂，具有环境友好的特点，符合当前所提倡的环保理念，且避免了中和剂的使用。本发明的制备工艺简单，且成本低，以脂肪族二元醇作为软段，芳香族二元酸作为硬段，通过调节制备磺酸盐聚酯的单体的种类和含量，得到不同的分子结构，制备得到的磺酸盐聚酯的玻璃化转变温度可调控，且添加了本发明中的磺酸盐聚酯分散液的色浆具有较好的分散稳定性。

本发明的第一方面，提供了一种磺酸盐聚酯，所述磺酸盐聚酯的制备原料包括二元醇、二元酸。

根据本发明第一方面的内容，在本发明的一些实施方式中，所述二元醇包括无支链结构的二元醇、具有脂环结构的二元醇中的至少一种。

在本发明的一些优选实施方式中，所述无支链结构的二元醇包括乙二醇、二乙二醇、1，4-丁二醇、1，6-己二醇中的至少一种。

在本发明的一些优选实施方式中，所述具有脂环结构的二元醇包括1，4-环己烷二甲醇、1,2-环己二醇中的至少一种。

在本发明的一些优选实施方式中，所述二元酸包括含磺酸基二元酸或其酯、芳香族二元酸。

在本发明的一些优选实施方式中，所述含磺酸基二元酸或其酯包括间苯二甲酸-5-磺酸钠、间苯二甲酸二甲酯-5-磺酸钠、间苯二甲酸双羟乙酯-5-磺酸钠、对苯二甲酸-5-磺酸钠中的至少一种。

在本发明的一些优选实施方式中，所述芳香族二元酸包括间苯二甲酸、对苯二甲酸中的至少一种。

在本发明的一些优选实施方式中，所述二元醇与二元酸的摩尔比为(1.2-1.5):1。

在本发明的一些优选实施方式中，所述二元酸中含磺酸基二元酸或其酯的摩尔百分含量为10％～30％。