一种聚氨酯基高分子指示剂及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种聚氨酯指示剂，尤其涉及的是一种聚氨酯基高分子指示剂及其制备方法。
【背景技术】
[0002]小分子指示剂是一种弱酸或弱碱，其对应的共轭碱或共轭酸具有不同的颜色，只有在酸性环境或碱性环境显现出颜色。小分子指示剂可能对待测体系产生污染，不具有重复多次的使用性，具有毒副作用等缺点，使其在生命科学、医学等领域中的应用受到了限制。
[0003]高分子指示剂具有稳定性好、使用寿命长、不怕微生物攻击、绿色环保、不污染被测溶液等优点，且使用方便、重复使用、经济益好、市场潜力大、是小分子指示剂理想替代品O
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种聚氨酯基高分子指示剂及其制备方法，实现对小分子指示剂的有效替代。
[0005]本发明是通过以下技术方案实现的:本发明的一种聚氨酯基高分子指示剂，按重量计，包括以下组份:50?70份聚合物二元醇，15?30份二异氰酸酯，0.1?0.5份催化剂，I?6份扩链剂，10?30份指示剂和20?40份有机溶剂。
[0006]所述聚合物二元醇羟值50?160mgK0H/g，酸值彡2mgKOH/g，数均分子量500?2000，色度10?60APHA，选自聚氧化丙烯二醇、聚四氢呋喃二醇、四氢呋喃-氧化丙烯共聚二醇、聚丁二烯二醇、聚丁二烯-丙烯腈醇、聚己二酸乙二醇酯二醇、聚己二酸乙二醇一丙二醇酯二醇、聚己二酸蓖麻油酯二醇、聚己二酸一缩二乙二醇酯二醇、聚碳酸1，6_己二醇酯二醇、聚己内酯二醇及其聚己二酸-1，4- 丁二醇酯二醇中的一种或多种。
[0007]所述二异氰酸酯选自甲苯二异氰酸酯TD1、4，4_ 二苯基甲烷二异氰酸酯MD1、1，6-己二异氰酸酯HD1、多亚甲基多苯基多异氰酸酯PAP1、异佛尔酮二异氰酸酯、萘-1，5，二异氰酸酯ND1、甲基环己基二异氰酸酯HTD1、二环己基甲烷二异氰酸酯HMDI中的一种或多种。
[0008]所述催化剂选自有机锡类、叔胺类催化剂中的一种或多种。
[0009]所述扩链剂选自乙二醇、1，4-丁二醇、一缩二乙二醇、甘油、二羟甲基环己烷、三羟甲基丙烷、甲基丙二胺、异佛尔酮二胺，二乙烯三胺中的一种或多种。
[0010]所述有机溶剂选自丁酮、环己酮、二氧六环、二甲亚砜、四氢呋喃、二甲基甲酰胺、甲苯、乙酸乙酯中的一种或多种。
[0011]作为本发明的优选方式之一，所述指示剂为酚酞。
[0012]一种聚氨酯基高分子指示剂的制备方法，包括以下步骤:
[0013](I)将聚合物二元醇和二异氰酸酯混合后，加入催化剂，调节温度到80?90°C，通入氮气反应2?3h，降温到70?80°C，加入扩链剂反应2?3h ;
[0014](2)在上述混合物滴加溶于有机溶剂的酚酞，0.5?Ih滴完，然后加入催化剂，在100 ?110°C，反应 3 ?4h ;
[0015](3)将催化反应后的混合物，在80?110°C脱溶剂，制得聚氨酯基高分子指示剂。
[0016]所述步骤(I)中，聚合物多元醇加热至100?110°C，真空度彡0.096MPa条件下，脱水处理2h，然后再加入二异氰酸酯。聚合物多元醇中有水分对反应影响很大，因此进行脱水处理，去除聚合物多元醇中的水分。
[0017]所述步骤(I)中，二异氰酸酯中的异氰酸酯基团的摩尔数是聚合物二元醇和酚酞摩尔数之和的1.05?1.2倍。选用适当的比例，可以保证聚合物二元醇和酚酞的完全反应。
[0018]聚氨酯基指示剂作为高分子指示剂的重要分支，是通过化学键合的方式将小分子指示剂引入到聚氨酯的主链或侧链形成聚氨酯基指示剂，解决了有机小分子指示剂缺点，从而获得了高分子指示剂优点。
[0019]本发明相比现有技术具有以下优点:本发明是通过逐步聚合，利用扩链剂，将酚酞接入聚氨酯主链形成聚氨酯基酚酞指示剂，制得的指示剂具有稳定性好、使用寿命长、不怕微生物攻击、绿色环保、不污染被测溶液等优点，且使用方便、重复使用是小分子指示剂理想替代品。
【具体实施方式】
[0020]下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
[0021]实施例1
[0022]本实施例中，向装备有温度计、搅拌器、回流冷凝器的250ml烧瓶内，加入50g聚己内酯二醇(羟值110mgK0H/g，酸值=2mgK0H/g)，110°C,0.1MPa条件下，脱水处理1.5h。
[0023]然后加入26g甲苯二异氰酸酯和0.02g 二月桂酸二丁基锡，通入氮气90°C下反应2小时。降温至80°C，加入2g—缩二乙二醇下反应2小时。升温110°C，加入17.2g酚酞和20g 二甲基甲酰胺反应3h。降温80°C，脱溶剂制得聚氨酯基酚酞指示剂。
[0024]本实施例制得的聚氨酯基酚酞指示剂在pH <8.2环境中无色，在pH = 8.2?10.0环境中呈浅红色，PH>10环境中呈红色。
[0025]实施例2
[0026]本实施例中，向装备有温度计、搅拌器、回流冷凝器的250ml烧瓶内，加入50g聚己二酸乙二醇酯二醇，110°c，0.1MPa条件下，脱水处理1.5h。加入33g多亚甲基多苯基多异氰酸酯和0.02g辛酸亚锡，通入氮气90°C下反应3小时。降温至80°C，加入2g 1，4-丁二醇下反应2小时。升温110°C，加入20.6g酚酞和30g四氢呋喃反应3h。降温80°C，脱溶剂制得聚氨酯基酚酞指示剂。
[0027]本实施例制得的聚氨酯基酚酞指示剂在pH < 8.2环境中无色，在pH = 8.2?10.0环境中呈浅红色，PH>10环境中呈红色。
[0028]实施例3
[0029]本实施例中，向装备有温度计、搅拌器、回流冷凝器的250ml烧瓶内，加入50g聚四氢呋喃二醇，110°c，0.1MPa条件下，脱水处理1.5h。加入37g 4，4-二苯基甲烷二异氰酸酯和0.0lg辛酸亚锡，通入氮气90°C下反应3小时。降温至80°C，加入Ig乙二醇下反应2小时。升温110°C，加入17.5g酚酞和30g 二氧六环反应3h。降温80°C，脱溶剂制得聚氨酯基酚酞指示剂。
[0030]本实施例制得的聚氨酯基酚酞指示剂在pH <8.2环境中无色，在pH = 8.2?10.0环境中呈浅红色，PH>10环境中呈红色。
[0031]以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种聚氨酯基高分子指示剂，其特征在于，按重量计，包括以下组份:50?70份聚合物二元醇，15?30份二异氰酸酯，0.1?0.5份催化剂，I?6份扩链剂，10?30份指示剂和20?40份有机溶剂。
2.根据权利要求1所述的一种聚氨酯基高分子指示剂，其特征在于，所述聚合物二元醇羟值50?160mgK0H/g，酸值彡2mgKOH/g，数均分子量500?2000，色度10?60APHA，选自聚氧化丙烯二醇、聚四氢呋喃二醇、四氢呋喃-氧化丙烯共聚二醇、聚丁二烯二醇、聚丁二烯-丙烯腈醇、聚己二酸乙二醇酯二醇、聚己二酸乙二醇一丙二醇酯二醇、聚己二酸蓖麻油酯二醇、聚己二酸一缩二乙二醇酯二醇、聚碳酸1，6_己二醇酯二醇、聚己内酯二醇及其聚己二酸-1，4-丁二醇酯二醇中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的一种聚氨酯基高分子指示剂，其特征在于，所述二异氰酸酯选自甲苯二异氰酸酯TD1、4，4- 二苯基甲烷二异氰酸酯MD1、I，6-己二异氰酸酯HD1、多亚甲基多苯基多异氰酸酯PAP1、异佛尔酮二异氰酸酯、萘_1，5，二异氰酸酯ND1、甲基环己基二异氰酸酯HTD1、二环己基甲烷二异氰酸酯HMDI中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的一种聚氨酯基高分子指示剂，其特征在于，所述催化剂选自有机锡类、叔胺类催化剂中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的一种聚氨酯基高分子指示剂，其特征在于，所述扩链剂选自乙二醇、1，4-丁二醇、一缩二乙二醇、甘油、二羟甲基环己烷、三羟甲基丙烷、甲基丙二胺、异佛尔酮二胺，二乙烯三胺中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的一种聚氨酯基高分子指示剂，其特征在于，所述有机溶剂选自丁酮、环己酮、二氧六环、二甲亚砜、四氢呋喃、二甲基甲酰胺、甲苯、乙酸乙酯中的一种或多种。
7.根据权利要求1所述的一种聚氨酯基高分子指示剂，其特征在于，所述指示剂为酚酞。
8.一种如权利要求1?7任一项所述的聚氨酯基高分子指示剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤: (1)将聚合物二元醇和二异氰酸酯混合后，加入催化剂，调节温度到80?90°C，通入氮气反应2?3h，降温到70?80°C，加入扩链剂反应2?3h ; (2)在上述混合物滴加溶于有机溶剂的酚酞，0.5?Ih滴完，然后加入催化剂，在100 ?110°C，反应 3 ?4h ; (3)将催化反应后的混合物，在80?110°C脱溶剂，制得聚氨酯基高分子指示剂。
9.根据权利要求8所述的一种聚氨酯基高分子指示剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(I)中，聚合物多元醇加热至100?110°C，真空度彡0.096MPa条件下，脱水处理2h，然后再加入二异氰酸酯。
10.根据权利要求8所述的一种聚氨酯基高分子指示剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(I)中，二异氰酸酯中的异氰酸酯基团的摩尔数是聚合物二元醇和酚酞摩尔数之和的1.05 ?1.2 倍。
【专利摘要】本发明公开了一种聚氨酯基高分子指示剂及其制备方法，50～70份聚合物二元醇，15～30份二异氰酸酯，0.1～0.5份催化剂，1～6份扩链剂，10～30份指示剂和20～40份有机溶剂。将聚合物二元醇和二异氰酸酯混合后，加入催化剂，通入氮气反应2～3h，降温到70～80℃，加入扩链剂反应2～3h；滴加溶于有机溶剂的酚酞，0.5～1h滴完，然后加入催化剂，在100～110℃，反应3～4h；将催化反应后的混合物，在80～110℃脱溶剂，制得聚氨酯基高分子指示剂。本发明是通过逐步聚合，利用扩链剂，将酚酞接入聚氨酯主链形成聚氨酯基酚酞指示剂，制得的指示剂具有稳定性好、使用寿命长、不怕微生物攻击、绿色环保、不污染被测溶液等优点。
【IPC分类】G01N21-78, C08G18-32, C08G18-66
【公开号】CN104725591
【申请号】CN201510160963
【发明人】胡先海, 丁运生, 程从亮, 刘瑾, 陈建利
【申请人】安徽建筑大学
【公开日】2015年6月24日
【申请日】2015年4月7日