硫酸酯盐型亲水扩链剂及其制备方法与流程

本发明属于精细化工技术领域，具体地涉及一种可用于水性聚氨酯合成的硫酸酯盐型亲水扩链剂及其制备方法。

背景技术：

随着环保法规要求日趋严格，传统溶剂型聚氨酯正逐渐被水性聚氨酯所替代。水性聚氨酯以水为分散介质，具有无毒、不燃、无污染等优点，并且兼具聚氨酯材料的结构特征和优异的性能，在涂料、合成革、胶粘剂等领域有着广泛应用。因此，水性聚氨酯相关原材料及产品的开发和应用研究也越来越多，市场需求潜力巨大。

亲水扩链剂是内乳化型水性聚氨酯合成必不可少的原材料之一。通过亲水扩链剂与异氰酸酯反应，在聚氨酯分子链段中引入亲水基，使聚氨酯具有一定的亲水乳化性，从而实现在水中的乳化分散，形成稳定乳液。亲水基种类、含量对聚氨酯乳液外观、粒径、粘度、固含量、稳定性等具有显著影响。亲水扩链剂可分为阴离子型、阳离子型、非离子型和两性型，其中阴离子型扩链剂应用最为广泛，常用的阴离子型扩链剂又可分为羧酸盐型(如：2，2-二羟甲基丙酸、2，2-二羟甲基丁酸、酒石酸等)和磺酸盐型(如：乙二胺乙基磺酸钠、2，4-二氨基苯磺酸钠、1，2-二羟基-3-丙磺酸钠、1，4-丁二醇-2-磺酸钠等。目前尚未见到硫酸酯盐型亲水扩链剂的相关报道。

本发明设计的硫酸酯盐型亲水扩链剂在聚氨酯合成常用溶剂(如丙酮、丁酮)中具有良好的溶解性，方便使用，并且硫酸酯盐具有较高的电离度，因此，以此亲水扩链剂为原料制备的水性聚氨酯乳液耐电解质稳定性更好。本发明所述硫酸酯盐型亲水扩链剂可为水性聚氨酯材料提供了新的特性和设计方案，有利于进一步推动水性聚氨酯合成技术的发展。

技术实现要素：

本发明的目的是针对现有技术不足，提供一种硫酸酯盐型亲水扩链剂。

本发明的另一目的是提供一种上述硫酸酯盐型亲水扩链剂的制备方法。

本发明提供的硫酸酯盐型亲水扩链剂，其特征在于，分子结构为：

在上述结构中，r1基团如下所示：

r2基团为：ch3或h；

n+m+k＝3～27。

所述的硫酸酯盐型亲水扩链剂，其制备方法如下：

(1)将聚醚多元醇与氨基磺酸按照摩尔比例1∶1.2～1∶1.5置于反应瓶中，通氮气保护，缓慢加热升温至90℃，保温2～5小时，监测阴离子含量至接近理论值；

(2)降温至50℃以下，加入醇类溶剂溶解，过滤，收集滤液，减压蒸馏得到浓缩液；

(3)向浓缩液中加入酮类溶剂，并用过量碱中和，确保溶液呈弱碱性，搅拌均匀，减压抽滤，收集滤液，再将滤液减压蒸馏，得到粘稠液体即为硫酸酯盐型亲水扩链剂。

所述聚醚多元醇结构为：

在上述结构中，r1基团如下所示：

r2基团为：ch3或h；

n+m+k＝3～27。

所述醇类溶剂为乙醇、异丙醇中的至少一种。

所述酮类溶剂为丙酮、丁酮中的至少一种。

所述碱为氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠中的至少一种。

本发明与现有技术相比，具有以下优点：

(1)本发明通过聚醚多元醇的部分硫酸酯化反应制备了硫酸酯盐型二元醇，提供了一种新型硫酸酯盐型亲水扩链剂，填补了该类型亲水扩链剂的技术空白。

(2)本发明所述硫酸酯盐型亲水扩链剂具有较高的电离度，可以用于水性聚氨酯的制备，并可赋予水性聚氨酯乳液优异的耐电解质稳定性。

附图说明

图1是本发明的聚醚多元醇peg-1的结构式。

图2是本发明的硫酸酯盐型亲水扩链剂s-1的结构式。

图3是本发明的聚醚多元醇peg-2的结构式。

图4是本发明的硫酸酯盐型亲水扩链剂s-2的结构式。

图5是本发明的聚醚多元醇ppg-1的结构式。

图6是本发明的硫酸酯盐型亲水扩链剂s-3的结构式。

图7是本发明的聚醚多元醇ppg-2的结构式。

图8是本发明的硫酸酯盐型亲水扩链剂s-4的结构式。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明进行具体描述，有必要在此指出的是以下实施例只是用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的技术熟练人员可以根据上述本发明的内容做出一些非本质的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。

实施例1

(1)将聚醚多元醇peg-1(见图1)与氨基磺酸按照摩尔比例1∶1.5置于反应瓶中，通氮气保护，缓慢加热升温至90℃，保温2小时，监测阴离子含量至接近理论值；

(2)降温至50℃以下，加入溶剂甲醇溶解，过滤，收集滤液，减压蒸馏得到浓缩液；

(3)向浓缩液中加入溶剂丙酮，并用过量氢氧化钠中和，确保溶液呈弱碱性，搅拌均匀，减压抽滤，收集滤液，再将滤液减压蒸馏，得到粘稠液体即为硫酸酯盐型亲水扩链剂s-1，其结构式如图2所示。

实施例2

(1)将聚醚多元醇peg-2(见图3)与氨基磺酸按照摩尔比例1∶1.5置于反应瓶中，置于反应瓶中，通氮气保护，缓慢加热升温至90℃，保温3小时，监测阴离子含量至接近理论值；

(2)降温至50℃以下，加入溶剂乙醇溶解，过滤，收集滤液，减压蒸馏得到浓缩液；

(3)向浓缩液中加入溶剂丙酮，并用过量碳酸钠中和，确保溶液呈弱碱性，搅拌均匀，减压抽滤，收集滤液，再将滤液减压蒸馏，得到粘稠液体即为硫酸酯盐型亲水扩链剂s-2，其结构式如图4所示。

实施例3

(1)将聚醚多元醇ppg-1(见图5)与氨基磺酸按照摩尔比例1∶1.2置于反应瓶中，通氮气保护，缓慢加热升温至90℃，保温4小时，监测阴离子含量至接近理论值；

(2)降温至50℃以下，加入溶剂异丙醇溶解，过滤，收集滤液，减压蒸馏得到浓缩液；

(3)向浓缩液中加入溶剂丁酮，并用过量碳酸钠中和，确保溶液呈弱碱性，搅拌均匀，减压抽滤，收集滤液，再将滤液减压蒸馏，得到粘稠液体即为硫酸酯盐型亲水扩链剂s-3，其结构式如图6所示。

实施例4

(1)将聚醚多元醇ppg-2(见图7)与氨基磺酸按照摩尔比例1∶1.2置于反应瓶中，通氮气保护，缓慢加热升温至90℃，保温5小时，监测阴离子含量至接近理论值；

(2)降温至50℃以下，加入溶剂异丙醇溶解，过滤，收集滤液，减压蒸馏得到浓缩液；

(3)向浓缩液中加入溶剂丁酮，并用过量碳酸氢钠中和，确保溶液呈弱碱性，搅拌均匀，减压抽滤，收集滤液，再将滤液减压蒸馏，得到粘稠液体即为硫酸酯盐型亲水扩链剂s-4，其结构式如图8所示。

各硫酸酯盐型亲水扩链剂阴离子含量和溶解性测试数据如下表所示：