一种聚氨酯型两性表面活性剂的制备方法
【专利摘要】本发明提供一种聚氨酯型两性表面活性剂的制备方法，属化工产品及制备方法领域，将二异氰酸酯和脂肪胺聚氧乙烯醚通过缩聚反应制得聚氨酯预聚体，待-NCO的含量达到理论值后加入扩链剂进行扩链，然后向体系中加入阴离子的季铵化试剂进行反应，并通过后处理和调节固含量，即得两性聚氨酯表面活性剂，本发明所制得的聚氨酯型两性表面活性剂表面活性高，乳化力优良，具有优异的耐酸碱性和耐盐性，是一种新型的高分子表面活性剂。
【专利说明】一种聚氨酯型两性表面活性剂的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于化工产品及制备方法【技术领域】，具体涉及一种聚氨酯型两性表面活性剂的制备方法。
【背景技术】
[0002]分子中同时具有亲水基和疏水基，能富集于界面，使界面性质发生显著改变而出现界面活性的物质称为表面活性剂。一般而言，分子量在数千以上且具有表面活性的物质称为高分子表面活性剂。与低分子表面活性剂相比，高分子表面活性剂具有以下特点:(1)具有较高的分子量，渗透能力差，可形成单分子胶束或多分子胶束；(2)溶液粘度高，成膜性好；(3)具有很好的分散，乳化，增稠，稳定以及絮凝等性能，起泡性差，常作消泡剂；(4)大多数高分子表面活性剂是低毒或者无毒的，具有环境友好性。由于高分子表面活性剂在分散稳定性、絮凝功能、流变学特性、成膜性、生物相容性以及粘结性方面独具优势，从而在石油开采，能源工业，生物制药，造纸，纺织涂料等领域获得广泛使用。
[0003]聚氨酯大分子主链是由玻璃化温度低于室温的软链段和玻璃化温度高于室温的硬链段嵌段而成的。低聚物多元醇(如聚醚，聚酯等)构成软链段，二异氰酸酯和小分子扩链剂构成硬链段。常 用的小分子扩链剂包括1，4-丁二醇、乙二醇、乙二胺等。
[0004]作为一类新兴的高分子表面活性剂，聚氨酯类高分子表面活性剂由于其所具备的生物相容性和分子结构易于调控等优点而倍受青睐，目前对两性聚氨酯表面活性剂的报道很少，单一离子型聚氨酯表面活性剂报道的较多。而且报道的两性聚氨酯的阴离子亲水基团和阳离子亲水基团是通过两种亲水性扩链剂分别加入的，在合成时，阴离子亲水基团的扩链剂和阳离子亲水基团的扩链剂需分两次加入，反应时间较长。如南京大学的袁江等人先后加入N，N-二甲基乙醇胺和丙磺酸内酯合成磺胺两性聚氨酯(袁江，表幼菱，沈健，林思聪.聚氨酯表面构建磺铵两性离子结构及其抗血小板粘附性的研究[J].高等学校化学学报2003.24 (5):916-919)。天津大学的董岸杰等人采用3-二甲氨基-1，2-丙二醇和二羟甲基丙酸来制备两性聚氨酯(龚志超，董岸杰，侯国玲等.两性聚氨酯自组装行为的温度依赖性[CL中国聚氨酯工业协会第十一次年会论文集2002，10)。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种聚氨酯型两性表面活性剂的制备方法。
[0006]为达到上述目的，本发明采用了以下技术方案:
[0007]—种聚氨酯型两性表面活性剂的制备方法，该制备方法包括以下步骤:将脂肪胺聚氧乙烯醚与二异氰酸酯在有机溶剂中进行缩聚反应，缩聚反应至体系的一NCO含量达到理论范围0.67%~5.04% (二正丁胺滴定法测定，含量是指质量百分数)得预聚体；预聚体经与扩链剂进行扩链反应后再与季铵化试剂进行季铵化反应。
[0008]所述制备方法具体包括以下步骤:1)将脂肪胺聚氧乙烯醚真空脱水后加入四口烧瓶中；2)经过步骤I)后在氮气保护下向四口烧瓶中再加入二异氰酸酯和有机溶剂得混合物，或者，经过步骤I)后在氮气保护下向四口烧瓶中再加入二异氰酸酯、有机锡催化剂和有机溶剂得混合物；3)将混合物升温至70~80°C后搅拌反应60~90min得预聚体，制得预聚体后将体系降温至60~70°C，然后向体系中加入扩链剂，加入扩链剂后保温反应55~80min进行扩链,然后向体系中滴加(质量分数为10%的)季铵化试剂水溶液,滴加完毕后反应40~60min，然后降温至25~30°C以下。
[0009]按质量份数计，所述脂肪胺聚氧乙烯醚的用量为13.7~79.5份，二异氰酸酯的用量为16.8~43.8份，有机锡催化剂的用量为O~0.5份，有机溶剂的用量为61~248份，扩链剂的用量为2.5~11.8份，季铵化试剂水溶液的用量为59~93份。
[0010]所述预聚体的结构如式I所示:
【权利要求】
1.一种聚氨酯型两性表面活性剂的制备方法，其特征在于:该制备方法包括以下步骤:将脂肪胺聚氧乙烯醚与二异氰酸酯在有机溶剂中进行缩聚反应，缩聚反应至体系的一NCO含量达到理论范围0.67%~5.04%得预聚体；预聚体经与扩链剂进行扩链反应后再与季铵化试剂进行季铵化反应。
2.根据权利要求1所述一种聚氨酯型两性表面活性剂的制备方法，其特征在于:所述制备方法具体包括以下步骤:1)将脂肪胺聚氧乙烯醚真空脱水后加入四口烧瓶中；2)经过步骤I)后在氮气保护下向四口烧瓶中再加入二异氰酸酯和有机溶剂得混合物，或者，经过步骤I)后在氮气保护下向四口烧瓶中再加入二异氰酸酯、有机锡催化剂和有机溶剂得混合物；3)将混合物升温至70~80°C后搅拌反应60~90min得预聚体，制得预聚体后将体系降温至60~70°C，然后向体系中加入扩链剂，加入扩链剂后保温反应55~80min进行扩链，然后向体系中滴加季铵化试剂水溶液，滴加完毕后反应40~60min,然后降温至25~30°C以下。
3.根据权利要求2所述一种聚氨酯型两性表面活性剂的制备方法，其特征在于:按质量份数计，所述脂肪胺聚氧乙烯醚的用量为13.7~79.5份，二异氰酸酯的用量为16.8~43.8份，有机锡催化剂的用 量为O~0.5份，有机溶剂的用量为61~248份，扩链剂的用量为2.5~11.8份，季铵化试剂水溶液的用量为59~93份。
4.根据权利要求1或2所述一种聚氨酯型两性表面活性剂的制备方法，其特征在于:所述预聚体的结构如式I所示:
5.根据权利要求1或2所述一种聚氨酯型两性表面活性剂的制备方法，其特征在于:所述脂肪胺聚氧乙烯醚为C12~C18胺聚氧乙烯醚中的一种或多种的混合物，脂肪胺聚氧乙烯醚的结构通式如式3所示:
6.根据权利要求1或2所述一种聚氨酯型两性表面活性剂的制备方法，其特征在于:所述脂肪胺聚氧乙烯醚为十二烷基胺聚氧乙烯醚、椰油胺聚氧乙烯醚、十八烷基胺聚氧乙烯醚或牛油胺聚氧乙烯醚中的一种或多种的混合物。
7.根据权利要求1或2所述一种聚氨酯型两性表面活性剂的制备方法，其特征在于:所述二异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、多亚甲基多苯基多异氰酸酯或异佛尔酮二异氰酸酯。
8.根据权利要求2所述一种聚氨酯型两性表面活性剂的制备方法，其特征在于:所述有机锡催化剂为二月桂酸二异丁锡或辛酸亚锡。
9.根据权 利要求1或2所述一种聚氨酯型两性表面活性剂的制备方法，其特征在于:所述扩链剂为乙二醇、1，4-丁二醇、戊二醇或己二醇，所述季铵化试剂为一氯醋酸钠或2-氯乙基磺酸钠，所述有机溶剂为丙酮。
10.根据权利要求1所述一种聚氨酯型两性表面活性剂的制备方法，其特征在于:所述制备方法还包括以下步骤:季铵化反应后减压蒸馏除去有机溶剂，然后加去离子水调节固含量至20~30%。
【文档编号】C08G18/66GK103739826SQ201310698741
【公开日】2014年4月23日 申请日期:2013年12月17日 优先权日:2013年12月17日
【发明者】强西怀, 李朦, 张辉, 薛强 申请人:陕西科技大学