【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專(zhuān)利技術(shù)涉及著色劑，特別涉及一種具有支化結(jié)構(gòu)的聚氨酯分散劑、其制備方法及含有該聚氨酯分散劑的水性著色劑。
技術(shù)介紹
1、將染料/顏料穩(wěn)定分散在水性體系中形成的水性著色劑，是避免固體顆粒粉塵污染以及提高著色力、鮮艷度和亮度等使用效果的一個(gè)有效方案。分散劑是保證染料/顏料顆粒能夠穩(wěn)定分散在水性體系中的關(guān)鍵助劑，對(duì)水性著色劑著色力、與著色基材相容性等應(yīng)用性能有著重要影響。分散劑不僅要求能夠很好的錨固定在染料/顏料顆粒表面，還需要在水性分散體中分散好的染料/顏料顆粒間提供較強(qiáng)的空間位阻和靜電斥力，以防止染料/顏料顆粒的團(tuán)聚，因此對(duì)于分散劑結(jié)構(gòu)、分子量、親水和錨固定基團(tuán)分布等方面有較高要求。
2、在涂料領(lǐng)域，根據(jù)成膜物質(zhì)，涂料可以分為聚氨酯類(lèi)、環(huán)氧樹(shù)脂類(lèi)、丙烯酸類(lèi)等多種。有色涂料的生產(chǎn)通常是在白漆或清漆中加入不同比例的顏料分散體，經(jīng)混合攪勻制備而得。如公開(kāi)號(hào)為cn107793845a的中國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)了一種建筑涂料用水性色漿，由ph調(diào)節(jié)劑、增稠劑、顏料、高分子分散劑制成，其中的高分子分散劑是水溶性高分子分散劑，在實(shí)施例中用的是聚酯型高分子分散劑；公開(kāi)號(hào)為cn103031023的中國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)了一種高性?xún)r(jià)比氧化鐵黑水性色漿的制備方法，其中分散劑選用具有陰離子/非離子特征的、含有銨鹽的顏料親和基團(tuán)和親水基團(tuán)的馬來(lái)酸酐苯乙烯聚合物，優(yōu)選地為馬來(lái)酸酐苯乙烯胺鹽共聚物溶液。
3、在紡織領(lǐng)域，滌綸織物由于較高的回彈性、耐磨性、穩(wěn)定性、抗皺性，是一種產(chǎn)量最高、應(yīng)用面最廣的合成纖維織物，其廣泛應(yīng)用在服裝、家紡、裝飾、產(chǎn)業(yè)用等領(lǐng)域。滌綸
4、聚氨酯作為織物整理劑廣泛應(yīng)用于紡織工業(yè)，可以有效改善織物的顏色深度、耐磨性、干洗性等，可以用于固色劑、粘合劑等不同用途。公開(kāi)號(hào)為cn104262570a的中國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)了一種通過(guò)制備黑色二元醇與小分子二元醇進(jìn)行組合，部分或全部替代小分子二元醇，然后通過(guò)與二異氰酸酯、大分子二元醇和親水?dāng)U鏈劑進(jìn)行反應(yīng)制備出黑色水性聚氨酯染料的方法。此方法的黑色發(fā)色基團(tuán)是通過(guò)化學(xué)鍵入的方式進(jìn)入到染料的分子鏈中，可充分發(fā)揮高分子染料的耐高溫性、耐溶劑性和耐遷移性特點(diǎn)，該技術(shù)已應(yīng)用在合成革染料領(lǐng)域，染料持久性好，色牢度高，安全性好。除此之外，公開(kāi)號(hào)為cn110483722a的中國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)了一種使用逐步縮合的方法合成合成革專(zhuān)用水油兩用聚氨酯分散劑，通過(guò)調(diào)配原材料聚乙二醇醚以及二元醇醚之間的比例關(guān)系改善了分散劑的粘度。由此可見(jiàn)，聚氨酯在合成革的應(yīng)用已經(jīng)屢見(jiàn)不鮮，而在滌綸織物領(lǐng)域聚氨酯的應(yīng)用卻還有待發(fā)展。
5、水性聚氨酯分散劑是以水為分散相的二元膠態(tài)體系，其揮發(fā)性較低，使用時(shí)可以避免污染，利于人體健康，具有無(wú)毒、安全、環(huán)保、成膜性好、耐摩擦等優(yōu)點(diǎn)。此外，聚氨酯分散劑因其出色的分散性能和穩(wěn)定性而引起了廣泛的關(guān)注；公開(kāi)號(hào)為cn111320738a的中國(guó)專(zhuān)利將聚二醇單體、親水性擴(kuò)鏈劑、催化劑和有機(jī)溶劑以及二異氰酸酯類(lèi)單體混合后直接進(jìn)行聚合反應(yīng)得到聚氨酯分散劑，該聚氨酯分散劑分散性好，對(duì)于有機(jī)色料具有較強(qiáng)的吸附作用。申請(qǐng)?zhí)枮閏n108373530a的中國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)了一種水油通用性聚氨酯分散劑，該分散劑是通過(guò)將異氰酸酯催化反應(yīng)得到異氰酸酯的多聚體，再將聚醚多元醇、異氰酸酯反應(yīng)后擴(kuò)鏈，再進(jìn)一步與所得的異氰酸酯的多聚體反應(yīng)制備而成，具有相容性好、展色性好、柔韌性好、通用性廣的特點(diǎn)。
6、而在聚氨酯分散劑的制備過(guò)程中，是否使用有機(jī)溶劑一直是一個(gè)備受爭(zhēng)議的話(huà)題。申請(qǐng)?zhí)枮閏n107417873a的中國(guó)專(zhuān)利提出了一種在不使用有機(jī)溶劑的情況下多異氰酸酯和小分子親水?dāng)U鏈劑反應(yīng)，得到末端帶有nco基團(tuán)的聚氨酯預(yù)聚體，但聚氨酯預(yù)聚體的粘度高達(dá)125000mpa·s，體系粘度過(guò)大將對(duì)后續(xù)制造設(shè)備的剪應(yīng)力有較高要求甚至需要對(duì)制造設(shè)備做出改造，生產(chǎn)成本及耗能較大。公開(kāi)號(hào)為jp2006022133a的日本專(zhuān)利明確提出在使用多異氰酸酯例如tdi、ipdi時(shí)，由于其具有的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，分子骨架柔軟性較低導(dǎo)致粘度升高，因此必須使用有機(jī)溶劑來(lái)達(dá)到更好的分散效果。公開(kāi)號(hào)為ep3253812a1的歐洲專(zhuān)利提出異氰酸酯封端的聚氨酯預(yù)聚體在與吡咯烷酮類(lèi)化合物混合后改善了聚氨酯分散體膜的聚結(jié)現(xiàn)象。如上所述，雖然現(xiàn)如今已經(jīng)在努力開(kāi)發(fā)基本上不含溶劑的水性聚氨酯分散體，但是控制預(yù)聚物粘度仍然為首要目的，在有機(jī)溶劑下進(jìn)行的預(yù)聚物混合工藝優(yōu)勢(shì)依舊明顯。
7、在超分散劑作用體系中，超分散劑以其錨固段緊吸附于顆粒表面，溶劑化段則伸展于分散介質(zhì)中，當(dāng)兩個(gè)吸附有超分散劑分子的顆粒相互靠攏時(shí)，由于伸展鏈的空間阻礙而使顆粒彈開(kāi)，從而不會(huì)引起絮凝，維持穩(wěn)定的分散狀態(tài)。公開(kāi)號(hào)為de102007049587a1的德國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)了一種通過(guò)高度支化的聚氨酯與聚醚反應(yīng)獲得高支化聚氨酯分散劑的制備方法，其具有的支化結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了固體的有效分散，積極影響了含有固體配制物的粘度和流變性能。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本專(zhuān)利技術(shù)的目的在于提供一種具有支化結(jié)構(gòu)的聚氨酯分散劑、其制備方法及含有該聚氨酯分散劑的水性著色劑。該聚氨酯分散劑能夠降低體系粘度，提高著色劑體系中著色物質(zhì)含量，能夠制得高濃度含量的水性著色劑，可以應(yīng)用于織物染色以及建筑涂料著色，制得的水性著色劑具有粘度和細(xì)度低、著色力強(qiáng)、儲(chǔ)存穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)。
2、為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，達(dá)到上述技術(shù)效果，本專(zhuān)利技術(shù)通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：
3、一種具有支化結(jié)構(gòu)的聚氨酯分散劑的制備方法，包括如下步驟：
4、(1)將異氰酸酯化合物與多元醇在50～75℃的溫度條件下反應(yīng)3～5h，得到聚氨酯預(yù)聚體；其中，還可添加一定量的有機(jī)溶劑降低體系粘度；
5、(2)將步驟(1)得到的聚氨酯預(yù)聚體與交聯(lián)劑，繼續(xù)反應(yīng)3～5h，得到具有支化結(jié)構(gòu)的聚氨酯化合物；
6、(3)將含有活性基團(tuán)的染料溶解于有機(jī)溶劑中，然后加入步驟(2)得到的具有支化結(jié)構(gòu)的聚氨酯化合物，在50～80℃的溫度條件下反應(yīng)4～8h；
7、(4)反應(yīng)結(jié)束后，降至室溫，減壓蒸餾，得到具有支化結(jié)構(gòu)的聚氨本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種具有支化結(jié)構(gòu)的聚氨酯分散劑的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有支化結(jié)構(gòu)的聚氨酯分散劑的制備方法，其特征在于，所述異氰酸酯化合物選自異氟爾酮二異氰酸酯、六亞甲基二異氰酸酯、甲苯二異氰酸酯、二環(huán)己基甲烷二異氰酸酯、苯亞甲基二異氰酸酯、1,5-萘二異氰酸酯、對(duì)苯二異氰酸酯中的至少一種；所述多元醇為分子量在400～1000道爾頓的聚乙二醇。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有支化結(jié)構(gòu)的聚氨酯分散劑的制備方法，其特征在于，所述交聯(lián)劑選自三羥甲基丙烷、三乙醇胺、甘油、二乙烯三胺中的至少一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有支化結(jié)構(gòu)的聚氨酯分散劑的制備方法，其特征在于，含有活性基團(tuán)的染料中的活性基團(tuán)選自羥基、氨基中的至少一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的具有支化結(jié)構(gòu)的聚氨酯分散劑的制備方法，其特征在于，所述含活性基團(tuán)的染料為分散紫26或具有通式(Ⅰ)所示結(jié)構(gòu)的染料；
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有支化結(jié)構(gòu)的聚氨酯分散劑的制備方法，其特征在于，異氰酸酯化合物的異氰酸酯基團(tuán)、多元醇的羥基、交聯(lián)劑的羥基和染料的活
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有支化結(jié)構(gòu)的聚氨酯分散劑的制備方法，其特征在于，步驟(3)的反應(yīng)溫度為50～80℃。
8.一種具有支化結(jié)構(gòu)的聚氨酯分散劑，其特征在于，其是利用權(quán)利要求1至7任一項(xiàng)所述的制備方法制得。
9.一種水性著色劑，其特征在于，包括著色物質(zhì)和權(quán)利要求8所述的聚氨酯分散劑。
10.一種水性著色劑在織物染色以及建筑涂料著色中的應(yīng)用。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種具有支化結(jié)構(gòu)的聚氨酯分散劑的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有支化結(jié)構(gòu)的聚氨酯分散劑的制備方法，其特征在于，所述異氰酸酯化合物選自異氟爾酮二異氰酸酯、六亞甲基二異氰酸酯、甲苯二異氰酸酯、二環(huán)己基甲烷二異氰酸酯、苯亞甲基二異氰酸酯、1,5-萘二異氰酸酯、對(duì)苯二異氰酸酯中的至少一種；所述多元醇為分子量在400～1000道爾頓的聚乙二醇。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有支化結(jié)構(gòu)的聚氨酯分散劑的制備方法，其特征在于，所述交聯(lián)劑選自三羥甲基丙烷、三乙醇胺、甘油、二乙烯三胺中的至少一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有支化結(jié)構(gòu)的聚氨酯分散劑的制備方法，其特征在于，含有活性基團(tuán)的染料中的活性基團(tuán)選自羥基、氨基中的至少一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的...
【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：吳鵬，呂仕銘，梁棟，周華，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：常熟世名化工科技有限公司，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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