一种乳胶漆用缔合型增稠剂的制备方法.pdf

本发明公开了一种乳胶漆用缔合型增稠剂的制备方法，该方法的主要特征是在反应物聚乙二醇和二异氰酸酯的反应过程中引入缔合单体，增强增稠剂的缔合能力，使由原来的两点或单点缔合变为三点以上的多点缔合，多点缔合的增稠剂与乳胶粒子构成网状结构，对颜填料粒子具有较好的锚固力，解决使用传统水性增稠剂的乳胶漆储存时颜填料粒子易脱落，造成乳胶漆的分层等问题。

1、  一种乳胶漆用缔合型增稠剂的制备方法，其主要特征在于：在反应物聚乙二醇和二异氰酸酯的反应过程中引入缔合单体，使由原来的两点或单点缔合变为三点以上的多点缔合，多点缔合的增稠剂与乳胶粒子构成网状结构，该增稠剂的具体制备方法包括如下步骤：
(1)首先在反应器中加入90～98份(重量比)聚乙二醇和235～280份甲苯(溶剂)的混合物，升温至110～120℃回流1～2个小时，加热共沸脱水；
(2)水脱尽后，冷却至75～85℃，加入0.05～0.1份的催化剂；
(3)接着冷却到70～75℃，加入2.0～6.5份的二异氰酸酯，反应2～3小时，然后加入0.8～1.5份的缔合单体进行封端反应，反应时间为1～1.5小时；
(4)最后将反应产物脱除甲苯，放入100℃的烘箱中烘五小时，再放进干燥器中冷却，得块状固体，即为所需的缔合型增稠剂。

2、  根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于：所用催化剂是二月桂酸二丁基锡或辛酸亚锡。

3、  根据权利要求1所述的二异氰酸酯，其特征在于：所述二异氰酸酯是六亚甲基二异氰酸酯(HDI)或4，4-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)或氢化4，4-二苯基甲烷二异氰酸酯(HMDI)或异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)，其中六亚甲基二异氰酸酯的效果最佳。

4、  根据权利1所述的缔合单体，其特征在于：该缔合单体是含活泼氢的化合物，该化合物为单官能度化合物或二官能度化合物。

5、  根据权利要求1所述的缔合单体，其特征在于：所添加的缔合单是单官能度或二官能度化合物中的一种或它们的混合物。

6、  根据权利要求4或5所述的单官能度化合物，其特征在于：单官能度化合物的分子通式是NH₂-R或NH₂-CH(R)₂或NH₂-C(R)₃，其中R为C₈～C₁₆的直链烷烃。

7、  根据权利要求4或5所述的二官能度化合物，其特征在于：二官能度化合物的分子通式为

其中，R₁是C₁～C₆的亚甲基，R₂是C₆～C₁₈的烷烃基，其分子结构是直链或异构体。

一种乳胶漆用缔合型增稠剂的制备方法
                          技术领域
本发明涉及一种增稠剂的制备方法，尤其是一种乳胶漆用缔合型增稠剂的制备方法。
                          背景技术
水基高分子是目前高分子科学中发展最为迅速的领域，水基高分子材料以水作为分散介质，对环境无不良影响，是标准的绿色环保高分子材料。水基高分子材料自身具有的流变学性能不一定符合应用的要求，大多水基高分子材料的使用需要添加流变学助剂。增稠剂是水基高分子体系中应用最广泛的流变学助剂，其中聚氨酯缔合型增稠剂是水性涂料助剂领域最为重要的助剂之一，其分子结构与增稠原理完全不同于传统增稠剂，其流变学特性也表现出与众不同的特点。聚氨酯缔合型增稠剂以其优异的流平性能成为高档建筑乳胶涂料不可取代的流变学助剂。
从现有水性聚氨酯增稠剂来看，存在的问题主要有低减粘度低，使用该助剂的乳胶漆储存时颜填料粒子容易脱落，造成乳胶漆的分层，这主要是因为该增稠剂的缔合点少，不能给颜填料以足够的“锚定”力。
                          发明内容
本发明的目的是为了解决现有水性聚氨酯增稠剂粘度过低，对颜填料锚定力不足，导致颜填料粒子易脱落等问题。为了实现上述目的，本发明公开了一种乳胶漆用缔合型增稠剂的制备方法，该方法的主要特征是在聚乙二醇和二异氰酸酯的反应过程中引入缔合单体，增强增稠剂的缔合能力，使由原来的两点或单点缔合变为三点以上的多点缔合，多点缔合的增稠剂与乳胶粒子构成网状结构，具体制备方法包括如下步骤：
(1)首先在反应器中加入90～98份(重量比)聚乙二醇和235～280份甲苯(溶剂)的混合物，升温至110～120℃回流1～2个小时，加热共沸脱水。
(2)水脱尽后，冷却至75～85℃，加入0.05～0.1份的催化剂。
(3)接着冷却到70～75℃，加入2.0～6.5份的二异氰酸酯，反应2～3小时，然后加入0.8～1.5份的缔合单体进行封端反应，反应时间为1～1.5个小时。
(4)最后将反应产物脱除甲苯，放入100℃的烘箱中烘五小时，再放进干燥器中冷却，得块状固体，即为所需的缔合型增稠剂。
反应物聚乙二醇的分子量控制在1500，2000，3350，6000和10000几个品种范围内。
该方法第(3)步中加入的二异氰酸酯是六亚甲基二异氰酸酯(HDI)或4，4-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)或氢化4，4-二苯基甲烷二异氰酸酯(HMDI)或异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)，其中六亚甲基二异氰酸酯的效果最佳，用它制备的缔合型增稠剂是不泛黄的增稠剂。所用的缔合单体是含活泼氢的化合物，该化合物为单官能度化合物或二官能度化合物，所述缔合单体为单官能度化合物或二官能度化合物中的一种或它们的混合物。
单官能度化合物可以选用NH₂-R或NH₂-CH(R)₂或NH₂-C(R)₃，其中R为C₈～C₁₆的直链烷烃；二官能度化合物的分子式为：

其中，R₁是C₁～C₆的亚甲基，R₂是C₆～C₁₈的烷烃基，分子结构是直链或异构体。
本方法中添加的催化剂是二月桂酸二丁基锡或辛酸亚锡。
本发明一种乳胶漆用缔合型增稠剂的制备方法，其有益效果在于用本发明所述方法制备的多点缔合增稠剂与乳胶粒子构成网状结构，大大提高了乳胶漆的稠度，使乳胶漆既具有在低剪切下的高稠度，又具有在高剪切下的低施工粘度的特性，显著提高了乳胶漆的质量。
                          具体实施方式
为了更好地实施本发明，现举以下实施例予以说明，但实例并不是对本发明的限制。
在实例原料配比中所用的百分数均为重量百分数。
实例1  在带有搅拌装置的瓶中加入聚乙二醇(M_W＝3350)92份，甲苯240份，将温度升高至120℃左右，共沸脱水1小时，待水脱尽后，降温至80℃，加入0.08份催化剂，再冷却至75℃，加入六亚甲基二异氰酸酯6.2份，保持体系温度在75℃左右反应2小时，然后加入1.3份单官能度缔合单体

再反应1小时，然后除去产物中的甲苯溶剂，所得产物在100℃的烘箱中烘5小时得到白色块状固体产物。取固体产物20份，加入60份去粒子水和20份的丙二醇配成固含量为20％的溶液，就得到了适用于乳胶漆的聚氨酯增稠剂。
实例2  在带有搅拌装置的瓶中加入聚乙二醇(M_W＝6000)96份，甲苯255份，将温度升高到115℃左右共沸脱水1小时，待水脱尽后，降温至85℃，加入0.08份催化剂，再冷却至75℃，加入六亚甲基二异氰酸酯3.6份，保持体系温度在75℃左右反应3小时，然后加入0.9份二官能度缔合单体：

再反应1小时，然后除去产物中的甲苯溶剂，将所得的产物在90℃的烘箱中烘5小时得到白色块状固体产物。取固体产物20份，加入60份去粒子水和20份的丙二醇配成固含量为20％的溶液。
实例3  在带有搅拌装置的瓶中加入聚乙二醇(M_W＝10000)97份，甲苯270份，将温度升高至120℃左右共沸脱水1小时，待水脱尽后，降温至85℃，加入0.1份催化剂，再冷却至75℃，加入六亚甲基二异氰酸酯2.2份，保持体系温度在75℃左右反应个小时，然后加入0.3份二官能度缔合单体：

在此条件下反应1小时，随后加入0.6份的单官能度缔合单体C₁₂H₂₅——NH₂，再反应0.5小时，然后除去产物中的甲苯溶剂，将所得的产物在100℃的烘箱中烘5小时得到白色块状固体产物。取固体产物20份，加入60份去粒子水和20份的丙二醇配成固含量20％的溶液，就得到了应用于乳胶漆地聚氨酯增稠剂。