專利名稱：一種流變劑的制備方法
一種流變劑的制備方法技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種流變劑的制備方法，特別涉及的是高性能水性聚氨酯流變劑的制備方法， 該流變劑一般應(yīng)用于涂料領(lǐng)域。背景技術(shù)：
在涂料生產(chǎn)、貯存、施工和成膜過程中，希望涂料在各種剪切條件下具有工藝所要求的 粘度，如在貯存中，希望體系有較高的粘度，防止顏料和填料的沉淀，在施工時(shí)開始要求體 系粘度較低，有利于涂膜流平，但要求涂膜粘度在一定時(shí)間達(dá)到較高粘度，以免涂膜產(chǎn)生流 掛和流淌現(xiàn)象。涂料在不同剪切條件下體現(xiàn)的粘度變化，稱之為流變性能。能夠改善涂料流變性能的助劑稱為流變改性劑，也稱為流變劑。 一般的說，流變劑能夠 改善涂料的穩(wěn)定性和涂裝性，提高涂膜質(zhì)量。如防止涂料貯存過程中顏、填料的沉淀，避 免涂裝過程中涂料的濺落、流掛，改善涂膜的流平性能等。從流變學(xué)的觀點(diǎn)來看，流變劑分成假塑性流變劑和觸變性流變劑，二者之間的差別在于 外加剪切力撤除后體系結(jié)構(gòu)恢復(fù)的速度，這一特性是涂料流動(dòng)和流平的主要影響因素。假塑 性流變劑由于具有極快的結(jié)構(gòu)恢復(fù)速度，在外加剪切力去除后幾乎立即恢復(fù)結(jié)構(gòu)粘度，因而 有利于涂料的防沉降和防流掛，但用量高時(shí)會(huì)對(duì)流動(dòng)和流平產(chǎn)生不利的影響，并進(jìn)而影響涂 膜質(zhì)量，如刷痕過重、噴涂時(shí)霧化不良等。典型的假塑性流變劑是氣相二氧化硅、可溶性蓖 麻油和聚烯烴漿等。觸變型流變劑在外加剪切力去除后能夠顯示實(shí)時(shí)相關(guān)的結(jié)構(gòu)恢復(fù)速度，用之于涂料中即 能得到滿意的抗流掛性，又不會(huì)損失流動(dòng)和流平性，在涂料中的應(yīng)用效果優(yōu)于假塑性流變劑。 這類流變劑主要有有機(jī)粘土和氫化蓖麻油基有機(jī)蠟等。觸變性與填料的形狀有關(guān)，粒子縱橫 比越大，尺寸越小，觸變性效果就越高。傳統(tǒng)的流變劑存在高剪切粘度上不去，容易受體系PH值的影響等不足。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種具有優(yōu)異的流變性能和良好的高剪增稠性能的水性聚氨酯流變劑的制備方法，該流變劑對(duì)PH值不同的各種乳液體系具有良好的增稠、流變效果。 一種水性聚氨酯流變劑的制備方法，所用份數(shù)為重量份，包括如下步驟1) 在四口燒瓶中加入85 96份聚乙二醇，溶劑N—甲基吡咯垸酮10 30份，加熱使聚 乙二醇熔融，在105 115'C回流2 3小時(shí)，加熱共沸脫水，待水脫盡后，冷卻到80 85°C;2) 加入催化劑二月桂酸二丁基錫0.05 0.3份，攪拌半小時(shí)，加入二異氰酸酯3 13份，
反應(yīng)1 2小時(shí)；3) 如要引入擴(kuò)鏈劑，則升溫至85 95'C，加入擴(kuò)鏈劑烷基二醇0.25 0.5份，反應(yīng)1~2小時(shí)，如不引入擴(kuò)鏈劑，則省略此步驟；4) 然后加入鏈封端劑1 3份，升溫到95 10(TC，反應(yīng)2 3小時(shí)；5) 最后將反應(yīng)物移至脫溶的裝置上除去溶劑N—甲基吡咯烷酮，加水200 400份，高速攪拌得到產(chǎn)品聚氨酯流變劑。 上述步驟1)中聚乙二醇的分子量控制在2000、 3000、 4000及6000幾個(gè)品種范圍內(nèi)。 上述步驟l)中的二異氰酸酯是從甲苯二異氰酸酯(TDI)、 4,4'一二苯基甲烷二異氰酸酯 (MDI)、氫化4，4' —二苯基甲烷二異氰酸酯(HMDI)、六亞甲基二異氰酸酯(HDI)、異佛爾酮 二異氰酸酯(IPDI)等中任選一種。其中不含苯環(huán)的二異氰酸酯效果較佳，如六亞甲基二 異氰酸酯(HDI)、異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)，用其制備的聚氨酯流變劑外觀為白色，不泛 黃，在乳液及涂料中的應(yīng)用性能也較好。上述步驟3)中的擴(kuò)鏈劑是C4 C6的烷基二醇，如1，4一丁二醇、1，5—戊二醇及1,6—己 二醇等中的一種。上述步驟4)中的鏈封端劑是六烷基到十八垸基的一元醇，伯醇、仲醇、叔醇和季醇均可， 其中優(yōu)選伯醇。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明所合成的聚氨酯流變改性劑具有優(yōu)異的流變性能和良好的高剪增 稠，與水性體系用的顏填料等相容性較好且不改變涂料的光澤，對(duì)各種乳液等體系具有良好 的增稠、流變效果，廣泛應(yīng)用于建筑涂料、各種水性工業(yè)漆和水性粘合劑等方面。具體實(shí)施方式
本發(fā)明的水性聚氨酯流變劑，是在聚乙二醇和二異氰酸酯反應(yīng)過程中引入鏈封端劑，或 先引入擴(kuò)鏈劑烷基二醇再引入鏈封端劑，由于該封端劑的引入，增強(qiáng)了流變劑在流平、抗流 掛等方面的性能。以下實(shí)施例中的原料配比所用的份數(shù)均為重量份數(shù)。實(shí)施例1在四口燒瓶中投入聚乙二醇(Mw=6000) 96份，N—甲基吡咯垸酮10份，加熱使聚乙二 醇熔融，在105 115'C回流2 3小時(shí)，加熱共沸脫水，待水脫盡后，冷卻到85'C，加入催 化劑二月桂酸二丁基錫0.3份，攪拌半小時(shí)使其和其他物料混勻，加入甲苯二異氰酸酯3.6 份，反應(yīng)1 2小時(shí)，升溫至85 95'C加入擴(kuò)鏈劑1，4一丁二醇0.25份，反應(yīng)1 2小時(shí)，然 后加入鏈封端劑正十二醇1份，升溫到95 100'C，反應(yīng)2 3小時(shí)，結(jié)束實(shí)驗(yàn)后將反應(yīng)物移 至脫溶的裝置上除去溶劑N—甲基吡咯垸酮，加水300份高速攪拌，得到產(chǎn)品聚氨酯流變劑。實(shí)施例2 在四口燒瓶中投入聚乙二醇(Mw=2000) 85份，N—甲基吡咯垸酮30份，加熱使聚乙二 醇熔融，在105 115'C回流2 3小時(shí)，加熱共沸脫水，待水脫盡后，冷卻到85'C,加入催 化劑二月桂酸二丁基錫0. 05份,攪拌半小時(shí)使其和其他物料泡勻，加入甲苯二異氰酸酯3份， 反應(yīng)1 2小時(shí)，升溫至85 95'C加入擴(kuò)鏈劑1，6—己二醇0.5份，反應(yīng)1 2小時(shí)，然后加 入鏈封端劑十六醇3份，升溫到95 10(TC，反應(yīng)2 3小時(shí)，結(jié)束實(shí)驗(yàn)后將反應(yīng)物移至脫溶 的裝置上除去溶劑N—甲基吡咯垸酮，加水400份高速攪拌，得到產(chǎn)品聚氨酯流變劑。實(shí)施例3在四口燒瓶中投入聚乙二醇(Mw=4000) 93份，N—甲基吡咯垸酮25份，加熱使聚乙二 醇熔融，在105 115'C回流2 3小時(shí)，加熱共沸脫水，待水脫盡后，冷卻到85'C，加入催 化劑二月桂酸二丁基錫0.2份，攪拌半小時(shí)使其和其他物料混勻，加入六亞甲基二異氰酸酯 5份，反應(yīng)1 2小時(shí)，升溫至85 95'C加入擴(kuò)鏈劑1,6—己二醇0.4份，反應(yīng)1 2小時(shí)， 然后加入鏈封端劑十八醇2份，升溫到95 10(TC，反應(yīng)3 4小時(shí)，結(jié)束實(shí)驗(yàn)后將反應(yīng)物移 至脫溶的裝置上除去溶劑N—甲基吡咯烷酮，加水200份高速攪拌，得到產(chǎn)品聚氨酯流變劑。實(shí)施例4在四口燒瓶中投入聚乙二醇(Mw=3000) 90份，N—甲基吡咯垸酮20份，加熱使聚乙二 醇熔融，在105 115。C回流2 3小時(shí)，加熱共沸脫水，待水脫盡后，冷卻到85。C，加入催 化劑二月桂酸二丁基錫0.15份，攪拌半小時(shí)使其和其他物料混勻，加入異佛爾酮二異氰酸酯 8份，反應(yīng)1 2小時(shí)，然后加入鏈封端劑十二醇2份，升溫到95 10(TC，反應(yīng)3 4小時(shí)， 結(jié)束實(shí)驗(yàn)后將反應(yīng)物移至脫溶的裝置上除去溶劑N—甲基吡咯烷酮，加水300份高速攪拌， 得到產(chǎn)品聚氨酯流變劑。實(shí)施例5在四口燒瓶中投入聚乙二醇(Mw=6000) 94份，N—甲基吡咯垸酮30份，加熱使聚乙二 醇熔融，在105 115'C回流2 3小時(shí)，加熱共沸脫水，待水脫盡后，冷卻到85'C,加入催 化劑二月桂酸二丁基錫0.3份，攪拌半小時(shí)使其和其他物料混勻，加入4,4' 一二苯基甲烷 二異氰酸酯5份，反應(yīng)1 2小時(shí)，然后加入鏈封端劑十八醇1份，升溫到95 100'C，反應(yīng) 3 4小時(shí)，結(jié)束實(shí)驗(yàn)后將反應(yīng)物移至脫溶的裝置上除去溶劑N—甲基吡咯烷酮，加水300份 高速攪拌，得到產(chǎn)品聚氨酯流變劑。
權(quán)利要求
1、一種水性聚氨酯流變劑的制備方法，所用份數(shù)為重量份，包括如下步驟1)在四口燒瓶中加入85～96份聚乙二醇，溶劑N-甲基吡咯烷酮10～30份，加熱使聚乙二醇熔融，在105～115℃回流2～3小時(shí)，加熱共沸脫水，待水脫盡后，冷卻到80～85℃；2)加入催化劑二月桂酸二丁基錫0.05～0.3份，攪拌半小時(shí)，加入二異氰酸酯3～13份，反應(yīng)1～2小時(shí)；3)如要引入擴(kuò)鏈劑，則升溫至85～95℃，加入擴(kuò)鏈劑烷基二醇0.25～0.5份，反應(yīng)1～2小時(shí)，如不引入擴(kuò)鏈劑，則省略此步驟；4)然后加入鏈封端劑1～3份，升溫到95～100℃，反應(yīng)2～3小時(shí)；5)最后將反應(yīng)物移至脫溶的裝置上除去溶劑N-甲基吡咯烷酮，加水200～400份，高速攪拌得到產(chǎn)品聚氨酯流變劑。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的水性聚氨酯流變劑的制備方法，在步驟l)中，聚乙二醇的分子量 控制在2000、 3000、 4000及6000幾個(gè)品種范圍內(nèi)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的水性聚氨酯流變劑的制備方法，步驟l)中的二異氰酸酯是從甲苯 二異氰酸酯(TDI)、 4,4'一二苯基甲垸二異氰酸酯(MDI)、氫化4，4'一二苯基甲烷二異氰 酸酯(HMDI)、六亞甲基二異氰酸酯(HDI)、異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)等中任選一種。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的水性聚氨酯流變劑的制備方法，優(yōu)選不含苯環(huán)的二異氰酸酯，如 六亞甲基二異氰酸酯(HDI)、異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的水性聚氨酯流變劑的制備方法，步驟3)中的擴(kuò)鏈劑是C4 G的垸基 二醇，如1,4一丁二醇、1,5—戊二醇及1，6—己二醇等中的一種。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的水性聚氨酯流變劑的制備方法，步驟4)中的鏈封端劑是六烷基到 十八烷基的一元醇，伯醇、仲醇、叔醇和季醇均可。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的水性聚氨酯流變劑的制備方法，其中優(yōu)選伯醇。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種水性聚氨酯流變劑的制備方法，是在聚乙二醇和二異氰酸酯反應(yīng)過程中引入鏈封端劑，或先引入擴(kuò)鏈劑烷基二醇再引入鏈封端劑，由于該封端劑的引入，增強(qiáng)了流變劑在流平、抗流掛等方面的性能。本發(fā)明所合成的聚氨酯流變改性劑具有優(yōu)異的流變性能和良好的高剪增稠，與水性體系用的顏填料等相容性較好且不改變涂料的光澤，對(duì)各種乳液等體系具有良好的增稠、流變效果，廣泛應(yīng)用于建筑涂料、各種水性工業(yè)漆和水性粘合劑等方面。
文檔編號(hào)C09D7/06GK101125911SQ200610121110
公開日2008年2月20日 申請(qǐng)日期2006年8月16日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月16日
發(fā)明者何唯平, 李金華 申請(qǐng)人:深圳市海川實(shí)業(yè)股份有限公司;深圳海川化工科技有限公司