一种可用作亲水扩链剂磺酸盐二元醇及其制备方法和应用的制作方法
【专利摘要】本发明属于水性聚氨酯乳液【技术领域】，公开了一种可用作亲水扩链剂的磺酸盐二元醇及其制备方法和应用。本发明直接采用酯交换方法制备磺酸盐二元醇，步骤简单，效率高。本发明制备的可用作亲水扩链剂的磺酸盐二元醇可以直接用于制备水性聚氨酯，省略了传统工艺上羧酸盐型的中和成盐的步骤，简化了步骤，提高了效率，且乳液极易分散，使生产过程浪费少，降低了生产成本。本发明制备的可用作亲水扩链剂的磺酸盐二元醇在常温下为透明清澈液体，具有较低的粘度且为苯环结构，引入刚性基团可提高水性聚氨酯热稳定性。本发明制备的磺酸盐二元醇亲水扩链剂是一类重要的水溶性原料，制备得到的水性聚氨酯在水溶性环保类产品中有广阔的应用前景。
【专利说明】—种可用作亲水扩链剂磺酸盐二元醇及其制备方法和应用
【技术领域】
[0001]本发明属于水性聚氨酯乳液【技术领域】，特别涉及一种可用作亲水扩链剂的磺酸盐二元醇及其制备方法和应用。
【背景技术】
[0002]聚氨酯是指分子结构中含有重复的氨基甲酸酯键的高分子聚合物的统称，它多由异氰酸酯与活性氢化合物的物质反应而得到。传统的聚氨酯多以有机溶剂作为分散介质。近几年来，随着环保法规日益严格，石油产品成本不断升高，使得以水替代有机溶剂作为分散介质的水性聚氨酯越来受到越关注。水性聚氨酯继承了溶剂型聚氨酯很多优异的性能，如软硬度可调、耐低温、耐磨性好、粘附力强等，在涂料、涂饰剂、印染助剂、胶粘剂等领域得到了广泛的应用。而在水性聚氨酯的制备过程中，亲水扩链剂是最关键的因素，在目前的工业化生产和实验室研究中，主要采用的是二羟甲基丙酸(DMPA)或二羟甲基丁酸(DMBA)为亲水单体，而使用这两种亲水单体在加水乳化之前都需要中和成盐，目前用的最广泛的中和成盐剂是三乙胺，而经三乙胺中和成盐乳化得到的水性聚氨酯乳液中可能残余三乙胺的难闻刺激性气味，且三乙胺在乳液的储存过程中可能发生分解和挥发，从而导致水性聚氨酯乳液稳定性下降。中国专利CN103254867A公开了一种以乙二胺基乙磺酸钠(AAS)为亲水扩链剂制备磺酸盐型水性聚氨酯胶黏剂，使用该亲水扩链剂，在扩链阶段粘度极大，需要加入大量的丙酮降低粘度。美国专利US6017998公开了一种以二羟甲基丙酸(DMPA)为亲水扩链剂的水性聚氨酯乳液的制备方法，使用羧酸型亲水扩链剂需要中和成盐，工艺步骤多，能耗大。
[0003]现有技术公开的水性聚氨酯用亲水扩链剂的品种主要为二羟甲基丙酸、二羟甲基丁酸，乙二氨基乙磺酸钠。总体来讲亲水扩链剂的品种较少，因此对亲水扩链剂的研究也是水性聚氨酯研究中的一个重要课题。
【发明内容】
[0004]为了克服上述现有技术的缺点与不足，本发明的首要目的在于提供一种可用作亲水扩链剂的磺酸盐二元醇。
[0005]本发明另一目的在于提供上述可用作亲水扩链剂的磺酸盐二元醇的制备方法。本发明采用了间苯二甲酸二甲酯-5-磺酸钠为主要原料，其含有磺酸盐的亲水基团具有良好的亲水性，为实现本发明的目的提供有力保障，且本方法原料易得、便宜、无毒、工艺简单。
[0006]本发明再一目的在于提供上述可用作亲水扩链剂的磺酸盐二元醇在制备水性聚氨酯中的应用。本发明采用与小分子二元醇酯交换得到含活性羟基的磺酸盐亲水单体，与传统的羧酸盐型的水性聚氨酯合成工艺相比，工艺上省略了羧酸盐型中和成盐的步骤，使得该水性聚氨酯乳液的制备工艺简单。
[0007]本发明的目的通过下述方案实现:
[0008]一种可用作亲水扩链剂的磺酸盐二元醇，具有如下化学结构:[0009]
【权利要求】
1.一种可用作亲水扩链剂的磺酸盐二元醇，其特征在于具有如下化学结构:
2.一种根据权利要求1所述的可用作亲水扩链剂的磺酸盐二元醇的制备方法，其特征在于包含以下具体步骤:把间苯二甲酸二甲酯-5-磺酸盐与二元醇混合，催化剂的作用下，加热搅拌反应，得到可用作亲水扩链剂的磺酸盐二元醇。
3.根据权利要求2所述的可用作亲水扩链剂的磺酸盐二元醇的制备方法，其特征在于:所述的二元醇指乙二醇、二甘醇、三甘醇、1，2-丙二醇、1，3-丙二醇、1，4- 丁二醇、I,3- 丁二醇、1，6-己二醇和聚乙二醇中的至少一种。
4.根据权利要求2所述的可用作亲水扩链剂的磺酸盐二元醇的制备方法，其特征在于:所述的催化剂指单丁基氧化锡、钛酸四丁酯和醋酸锌中的至少一种。
5.根据权利要求2所述的可用作亲水扩链剂的磺酸盐二元醇的制备方法，其特征在于:所用的间苯二甲酸二甲酯-5-磺酸盐与二元醇的摩尔比为1: (2~4)。
6.根据权利要求2所述的可用`作亲水扩链剂的磺酸盐二元醇的制备方法，其特征在于:所用催化剂的量为间苯二甲酸二甲酯-5-磺酸盐和二元醇总质量的0.5~1%。
7.根据权利要求2所述的可用作亲水扩链剂的磺酸盐二元醇的制备方法，其特征在于:所述的加热搅拌反应指在180~250°C下搅拌反应2~7h。
8.根据权利要求2所述的可用作亲水扩链剂的磺酸盐二元醇的制备方法，其特征在于:所述加热搅拌反应后通过减压蒸馏、洗涤或萃取等方法中的至少一种对产物进行纯化。
9.根据权利要求2所述的可用作亲水扩链剂的磺酸盐二元醇的制备方法，其特征在于:所述加热搅拌反应后通过减压蒸馏纯化产物。
10.根据权利要求1所述的可用作亲水扩链剂的磺酸盐二元醇在制备水性聚氨酯中的应用。
【文档编号】C08G18/32GK103588684SQ201310521955
【公开日】2014年2月19日 申请日期:2013年10月29日 优先权日:2013年10月29日
【发明者】梁利岩, 杨成华, 吕满庚 申请人:中科院广州化学有限公司