CN111269381A - 一种用于颜色浓缩物载体的热塑性聚氨酯 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种用于颜色浓缩物载体的热塑性聚氨酯(TPU)。采用特殊结构的聚酯多元醇，合成该聚酯多元醇中二元酸组分的20～100wt.％是二聚物羧酸。此热塑性聚氨酯对颜料、填料等有良好的分散作用，可避免小分子分散剂带来的表面析出、颜色迁移等问题，且该发明热塑性聚氨酯的分子量及流变性能可根据实际需要调节，生产灵活、简洁、适用范围广泛。

Description

一种用于颜色浓缩物载体的热塑性聚氨酯
技术领域
本发明属于热塑性聚氨酯制备领域，具体涉及一种用于颜色浓缩物载体的热塑性聚氨酯。
背景技术
有机或无机颜料是高分子材料的常见着色剂，按一定比例添加至基体树脂内可以实现着色效果。但颜料由于其本身粉体结构容易团聚，不易分散，同时直接使用易引起粉尘飞扬，因而受到较多限制。目前通常的做法是使用载体树脂、颜料、分散剂及其他助剂等成分制备颜色的浓缩物。颜色浓缩物具有分散性好、无污染、容易计量等优点，广泛应用于聚合物的挤出、注塑、吹塑等加工过程。其中色母粒是市场上最常见的颜色浓缩物产品形式。
热塑性聚氨酯(TPU)具有硬度范围宽、耐磨、耐油，透明，弹性好，在日用品、体育用品、玩具和装饰材料广泛应用，这些领域中对TPU色母粒也有很大的需求。如CN 104479336A公开了一种TPU薄膜用色母粒及其制备方法，为实现颜料的良好分散，配方中添加了2～10份的氧化聚乙烯蜡。CN 201410088736.9公开了一种热塑性聚氨酯蓝母粒及其制备方法，配方中添加4～20％的分散剂。
颜色浓缩物配方中常添加一定量的分散剂，主要为小分子的蜡类产品，起到分散颜料的作用，如聚乙烯蜡、氧化聚乙烯蜡、酰胺蜡、聚酯蜡及乙烯-醋酸乙烯的共聚蜡等。但在一些对表面要求较高的TPU应用中，色母中的小分子分散剂在一定条件下会迁移析出至材料表面，导致产品外观受到污染，从而产品很难达到理想的表面效果，同时也可能会伴随颜料的迁移现象。
发明内容
针对上述技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种用于颜色浓缩物载体的热塑性聚氨酯。该热塑性聚氨酯通过引入二聚物羧酸结构，使制备的聚氨酯分子链存在强弱极性不同的分子链段，对无机颜料和有机颜料具有良好的分散作用，配方体系无需再添加小分子分散剂，同时还具有可添加色粉浓度高的优点。
为实现上述发明目地和达到上述技术效果，本发明采用的技术方案如下：
一种用于颜色浓缩物载体的热塑性聚氨酯，由包含以下原料反应制备：
1)聚酯多元醇，含量为30～80wt.％，优选为40～70wt.％，制备该聚酯多元醇的二元酸中含有二聚物羧酸；
2)二异氰酸酯，含量为15～60wt.％，优选为25～50wt.％；
3)小分子扩链剂，含量为5～20wt.％，优选为5～15wt.％。
本发明中，所述二聚物羧酸具有如下所示的结构通式：
Figure BDA0001893193970000021
其中，R1、R2为4～12个碳原子的脂肪直链，并含有不大于2个的双键官能团,优选碳原子数6～10，更优选R1、R2为C8H17、C8H15、C7H15和C7H13中的一种或多种；R3、R4为4～20个碳原子的脂肪直链，并含有不大于2个的双键官能团，优选碳原子数为6～18，更优选R3、R4为C9H16、C9H18、C10H18、C10H20、C13H24、C13H26、C15H28和C15H30中的一种或多种；二聚物羧酸最优选为以下结构：
Figure BDA0001893193970000031
上述二聚物羧酸可以为不饱和脂肪酸二聚所得不饱和二聚物或该不饱和二聚物的氢化产物，例如不饱和脂肪酸可以选自油酸(9-十八烯酸)、亚油酸(9,12-十八二烯酸)、共轭亚油酸(10,12-十八二烯酸)、芥酸(13-二十二烯酸)、神经酸(15-二十四烯酸)，以上不饱和脂肪酸均可经市售获得，主要的供应商有alfa，百灵威，阿拉丁，江西维科，禾大西普。
本发明中，二聚物羧酸的含量为20～100wt.％，优选30～100wt.％，以二元酸总质量计。
本发明中，参考文献(J.Am.Chem.Soc.,1953,76,2379.)中的方法制备二聚物羧酸。氮气保护的三口圆底烧瓶中，分别加入烯酸化合物和过氧化叔丁醚，在温度100～150℃搅拌反应7～12h。反应结束后，减压蒸馏脱除未反应的单体及低沸点组分，获得二聚物羧酸。
本发明中，所述聚酯多元醇由包含二元酸和小分子二元醇反应获得，聚酯多元醇数均分子量为600～10,000g/mol，优选为750～3,000g/mol。
本发明中，所述二元酸还含有脂肪族二元羧酸，脂肪族二元羧酸选自碳原子数4～12的脂肪族二元羧酸和/或酸酐，优选丁二酸、己二酸、琥珀酸、戊二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、癸烷二甲酸、丁二酸酐和癸二酸酐中的一种或多种。
本发明中，所述小分子二元醇包含碳原子数为2～12的脂肪族二元醇，优选乙二醇、一缩二乙二醇、丙二醇、一缩二丙二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、1,4-环己烷二甲醇、1,8-辛二醇、1,10-癸二醇、1,12-十二碳二醇、新戊二醇、1,3-丁二醇、2-甲基-1,3-丙二醇、2-甲基-1,5-戊二醇和2-乙基-2-丁基-1,3-丙二醇中的一种或多种，更优选乙二醇、一缩二乙二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇和6-己二醇中的一种或多种。
本发明中，聚酯多元醇制备方法是：取二聚物羧酸和/或脂肪族二元羧酸与小分子二元醇投入缩聚釜中，原料中醇酸摩尔比为(1.10～1.2):1，从反应釜上部通入0.05～0.1MPa氮气，逐步升温130～140℃，恒温0.5～2.5h，随后逐步升温到200～250℃，脱水至水分含量为0.3％～0.5％，真空减压，高温负压蒸馏脱水脱醇，温度220～230℃，控制产品羟值得到所需分子量聚酯产物，常温冷却出料。
本发明中，所述二异氰酸酯包含脂肪族和/或芳香族二异氰酸酯，优选4,4’-二环己基甲烷二异氰酸酯，异佛尔酮二异氰酸酯，环己烷二亚甲基二异氰酸酯，降冰片烷二异氰酸酯和甲基环己基二异氰酸酯，甲苯二异氰酸酯，二苯基亚甲基二异氰酸酯，萘二异氰酸酯，1,4-苯二异氰酸酯，苯二亚甲基二异氰酸酯，四亚甲基间苯二亚甲基二异氰酸酯，二甲基联苯二异氰酸酯，二甲基二苯基甲烷二异氰酸酯，3,3’-二甲氧基联苯-4,4’-二异氰酸酯，4,4’-二苯醚二异氰酸酯，4-甲基二苯基甲烷-3,4-二异氰酸酯，2,4’-二苯硫醚二异氰酸酯，二乙基苯二异氰酸酯和4,4’-二苯基乙烷二异氰酸酯中的一种或多种，更优选二苯基亚甲基二异氰酸酯，1,6-亚己基二异氰酸酯，4,4’-二环己基甲烷二异氰酸酯，4,4’-二苄基二异氰酸酯，1,4-环己烷二异氰酸酯和对苯二异氰酸酯中的一种或多种。
本发明中，所述小分子扩链剂是指包含2～8个碳原子的脂肪族二醇或醇胺，优选乙二醇、一缩二乙二醇、丙二醇、一缩二丙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、1,4-环己烷二甲醇、1,8-辛二醇，二乙醇胺和甲基二乙醇胺中的一种或多种。
本发明中，所述异氰酸酯中异氰酸根与聚酯多元醇和小分子扩链剂中活泼氢的摩尔比为(0.8～1.3):1，优选(0.9～1.1):1。
本发明中，热塑性聚氨酯的制备方法是：将二异氰酸酯、上述聚酯多元醇和小分子二醇混合，并加入催化剂，在温度60～180℃下反应1～60min，造粒后得到含有二聚物羧酸的热塑性聚氨酯。催化剂为辛酸亚锡，二月桂酸二丁基锡，二甲基环己胺中的一种或多种。
本发明中，所述热塑性聚氨酯的分子量为3,000～200,000g/mol，优选10,000～150,000g/mol。
本发明中，热塑性聚氨酯颜色浓缩物的制备方法是：将热塑性聚氨酯和颜料按1:(0.1～4)进行充分混合，然后在双螺杆挤出机中进行高速剪切混合造粒，螺杆分为九个温度区，各区温度设置的范围为150～220℃，口模温度为150～210℃。喂料速度设置为5～60转/分，螺杆转速设定为80～500转/分。
本发明中，所述的无机颜料为炭黑、钛白粉(二氧化钛)、镉黄、钛黄、镉红、铁红、铁蓝和氧化铬绿中的一种或多种，所述的有机颜料为偶氮颜料、酞菁颜料和杂环颜料中的一种或多种。
本发明中，该热塑性聚氨酯用于无机颜料和/或有机颜料颜色浓缩物的载体聚合物，所述颜色浓缩物为色母粒、预分散颜料和矿物粉浓缩母粒中的一种或多种，优选为色母粒。
本发明中，所述压力均为表压。
与现有技术相比，本发明的积极效果在于：
(1)载体聚合物和聚氨酯有优异的相容性，产品表面光泽度、耐析出性能良好。
(2)对有机、无机颜料及填料等有良好的分散效果。
(3)较常规小分子润滑剂，本发明分子量较大，最终制品的色彩耐迁移性良好。
附图说明
图1：样品S-4的SEM图片
图2：样品D-1的SEM图片
图3：样品S-5的SEM图片
图4：样品D-4的SEM图片
具体实施方式
以下通过具体实施方式对本发明做进一步的详细说明，但不应将此理解为本发明的范围仅限于以下的实例。在不脱离本发明上述方法思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种替换或变更，均应包含在本发明的范围内。
主要原料信息如下：
二聚物羧酸1和二聚物羧酸2的单体为油酸(9-十八烯酸)，供应商为阿拉丁生化科技股份有限公司,纯度AR；
二聚物羧酸3和二聚物羧酸4的单体为芥酸(13-二十二烯酸)，供应商为江西维科油脂化学有限公司，纯度大于90％；
聚酯型90A热塑性聚氨酯，Elastollan 685A；
炭黑，Cabot V-9A32；
64#橙，BASF K2960；
PE蜡，霍尼韦尔AC-6A；
EBS，印尼朝阳化学P-130；
硬脂酸钙，三益SAK-CS-P。
主要加工设备如下：
混合造粒设备为南京杰亚挤出装备有限公司的SHJ-42双螺杆挤出机；
注塑机为海天M600A型；
单螺杆挤出机为海瑞嘉HRJSJ-40。
表面析出评价：使用色母粒4wt.％添加至TPU中，使用注塑机注塑成平整试片，模具粗糙度在0.02以下。在70℃烘箱中放置48h，测试试片表面是否脏污，若有明显脏污，则记录光泽度是否洁净，有无析出物。如有明显异物则记录为“有”；如表面洁净，则测试20°角度下的光泽度，测试标准为ASTM D523，测试光泽度的仪器为毕克化学有限公司BYK4566光泽仪。
颜色迁移性评价：使用色母粒4wt.％添加至TPU中，使用注塑机注塑成平整标样试片，备用。使用TPU树脂制备含钛白(0.4％)的标准白试片。用此两板夹住标样试片和标准白试片，加以2kPa的压力，经过80℃/24h热处理，(参照标准：DIN 53775，GB250-2008，GB251-2008)使用分光测色仪(DATACOLOR-D650)测试标样色差。
颜料分散性评价：使用色母粒4wt.％添加至TPU中，使用单螺杆挤出机流延成厚度为0.02±0.005mm厚度的薄膜，在显微镜下观察分散情况。统计2μm、10μm、以及30μm以上粒子个数。
电镜测试：电子显微镜型号为日立SU8010，观测试样表面表面喷金处理。观测放大倍数为1,000-80,000倍。
分子量测试：GPC所使用仪器为Waters e2695，进样体积:20.00μl，运行时间：15分钟，设置温度50℃。
制备二聚物羧酸：
二聚物羧酸1：于氮气保护的5000mL三口圆底烧瓶中，分别加入9-十八烯酸2.0mol和过氧化叔丁醚0.3mol，恒温130℃搅拌反应8～10h。反应结束后，减压蒸馏脱除未反应的单体及低沸点组分，即可获得二聚物羧酸1，结构如下。
Figure BDA0001893193970000081
二聚物羧酸2：将二聚物羧酸1至于固定有钯-碳加氢催化剂的反应釜中，常压通入表纯度大于99.9％的H2，恒温65～70℃反应16h。反应结束后，即可获得二聚物羧酸2，结构如下。
Figure BDA0001893193970000082
二聚物羧酸3：于氮气保护的5000mL反应釜中，分别加入13-二十二烯酸2.1mol和过氧化叔丁醚0.32mol，恒温135℃搅拌反应10～12h。反应结束后，减压蒸馏脱除未反应的单体及低沸点组分，即可获得二聚物羧酸3，结构如下。
Figure BDA0001893193970000083
二聚物羧酸4：将二聚物羧酸3至于固定有钯-碳加氢催化剂的反应釜中，常压通入表纯度大于99.9％的H2，恒温75～80℃反应24h。反应结束后，即可获得二聚物羧酸4，结构如下。
Figure BDA0001893193970000091
实施例1
a)将1,4丁二酸，二聚物羧酸1和乙二醇按聚酯多元醇制备方法进行合成，其中二聚物羧酸1占酸组分的35wt.％，原料中醇酸摩尔比为1.15:1，从反应釜上部通入0.05MPa氮气，逐步升温135℃，恒温0.5h，随后逐步升温到240℃，脱水至水分含量小于0.5％，-0.09MPa真空减压，高温负压蒸馏脱水脱醇，温度220℃，控制产品羟值得到分子量2,000g/mol的聚酯多元醇。
b)在反应器中，将2.573kg二苯基亚甲基二异氰酸酯，6.65kg上述聚酯多元醇，0.775kg乙二醇加入后混合，并加入4g聚氨酯催化剂辛酸亚锡，在温度120℃下进行反应，造粒后得到含有二聚物羧酸的热塑性聚氨酯。
实施例2
a)将己二酸，二聚物羧酸1和1,4-丁二醇按聚酯多元醇制备方法进行合成，其中二聚物羧酸2占酸组分的80wt.％，原料中醇酸摩尔比为1.12:1，从反应釜上部通入0.08MPa氮气，逐步升温135℃，恒温1.5h，随后逐步升温到220℃，脱水至水分含量为0.5％，-0.09MPa真空减压，高温负压蒸馏脱水脱醇，温度220℃，控制产品羟值得到分子量800g/mol的聚酯多元醇。
b)在反应器中，将2.50kg对苯二异氰酸酯，6.35kg上述聚酯多元醇，1.14kg1,8-辛二醇加入后混合，并加3g聚氨酯催化剂二月桂酸二丁基锡，在温度为140℃下进行反应，造粒后得到含有二聚物羧酸的热塑性聚氨酯。
实施例3
a)将戊二酸，二聚物羧酸2和1,12-十二碳二醇按聚酯多元醇制备方法进行合成，其中二聚物羧酸5占酸组分的40wt.％，原料中醇酸摩尔比为1.13:1，从反应釜上部通入0.05MPa氮气，逐步升温130℃，恒温2h，随后逐步升温到240℃，脱水至水分含量为0.3％，-0.09MPa真空减压，高温负压蒸馏脱水脱醇，温度230℃，控制产品羟值得到分子量3,000g/mol的聚酯多元醇。
b)在反应器中，将14.7kg苯二亚甲基二异氰酸酯和15.4kg 4,4’-二环己基甲烷二异氰酸酯，59.5kg上述聚酯多元醇，10.38kg二乙醇胺加入后混合，并加入25g聚氨酯催化剂二月桂酸二丁基锡，在温度为120℃下进行反应，造粒后得到含有二聚物羧酸的热塑性聚氨酯。
实施例4
a)将二聚物羧酸2和1,4-环己烷二甲醇按聚酯多元醇制备方法进行合成，其中二聚物羧酸3占酸组分的100wt.％，原料中醇酸摩尔比为1.15:1，从反应釜上部通入0.1MPa氮气，逐步升温130℃，恒温2.5h，随后逐步升温到240℃，脱水至水分含量为0.4％，-0.09MPa真空减压，高温负压蒸馏脱水脱醇，温度230℃，控制产品羟值得到分子量800g/mol的聚酯多元醇。
b)在反应器中，将32.38kg异佛尔酮二异氰酸酯，59.5kg上述聚酯多元醇，3.90kg二乙醇胺和4.22kg甲基二乙醇胺加入后混合，并加入33g聚氨酯催化剂二月桂酸二丁基锡，在温度为100℃下进行反应，造粒后得到含有二聚物羧酸的热塑性聚氨酯。
实施例5
a)将丁二酸，己二酸，二聚物羧酸3和1,4-丁二醇按聚酯多元醇制备方法进行合成，其中二聚物羧酸1占酸组分的20wt.％，原料中醇酸摩尔比为1.18:1，从反应釜上部通入0.6MPa氮气，逐步升温140℃，恒温1.5h，随后逐步升温到220℃，脱水至水分含量为0.3％，-0.09MPa真空减压，高温负压蒸馏脱水脱醇，温度230℃，控制产品羟值得到分子量10,000g/mol的聚酯多元醇。
b)在反应器中，将2.98kg 1,6-亚己基二异氰酸酯，4.95kg上述聚酯多元醇，2.07kg甲基二乙醇胺加入后混合，并加入5g聚氨酯催化剂二月桂酸二丁基锡，在温度为120℃下进行反应，造粒后得到含有二聚物羧酸的热塑性聚氨酯。
实施例6
a)将丁二酸，戊二酸，二聚物羧酸3和乙二醇，1,4-丁二醇按聚酯多元醇制备方法进行合成，其中二聚物羧酸4占酸组分的50wt.％，原料中醇酸摩尔比为1.15:1，从反应釜上部通入0.08MPa氮气，逐步升温125℃，恒温2h，随后逐步升温到230℃，脱水至水分含量为0.5％，-0.09MPa真空减压，高温负压蒸馏脱水脱醇，温度230℃，控制产品羟值得到分子量5,000g/mol的聚酯多元醇。
b)在反应器中，将3.08kg 4,4’-二环己基甲烷二异氰酸酯，5.65kg上述聚酯多元醇，1.27kg 1,6-己二醇加入后混合，并加入聚氨酯催化剂辛酸亚锡8.7g，在温度为140℃下进行反应，造粒后得到含有二聚物羧酸的热塑性聚氨酯。
实施例7
a)将己二酸，戊二酸，二聚物羧酸4和1,4-环己烷二甲醇，1,4-丁二醇按聚酯多元醇制备方法进行合成，其中二聚物羧酸2占酸组分的60wt.％，原料中醇酸摩尔比为1.2:1，从反应釜上部通入0.07MPa氮气，逐步升温135℃，恒温2.5h，随后逐步升温到245℃，脱水至水分含量为0.3％，-0.09MPa真空减压，高温负压蒸馏脱水脱醇，温度225℃，控制产品羟值得到分子量1,000g/mol的聚酯多元醇。
b)在反应器中，将29.2kg二苯基亚甲基二异氰酸酯，64.5kg上述聚酯多元醇，6.30kg 1,6-己二醇和3.5g乙二醇加入后混合，并加入18g聚氨酯催化剂二月桂酸二丁基锡，在温度为140℃下进行反应，造粒后得到含有二聚物羧酸的热塑性聚氨酯。
实施例8
a)将丁二酸，癸二酸，二聚物羧酸4和乙二醇按聚酯多元醇制备方法进行合成，其中二聚物羧酸3占酸组分的50wt.％，原料中醇酸摩尔比为1.12:1，从反应釜上部通入0.07MPa氮气，逐步升温130℃，恒温2.5h，随后逐步升温到250℃，脱水至水分含量为0.3％，-0.09MPa真空减压，高温负压蒸馏脱水脱醇，温度230℃，控制产品羟值得到分子量2,250g/mol的聚酯多元醇。
b)在反应器中，将2.9kg 4,4’-二环己基甲烷二异氰酸酯，6.45kg上述聚酯多元醇，0.43kg 1,4-丁二醇，0.22kg乙二醇混合均匀，并加入1.2g聚氨酯催化剂二甲基环己胺，在温度为120℃下进行反应，造粒后得到含有二聚物羧酸的热塑性聚氨酯。
实施例9
a)二聚物羧酸1，二聚物羧酸4和1,4-丁二醇，1,12-十二碳二醇按聚酯多元醇制备方法进行合成，其中二聚物羧酸酸组分的72wt.％，原料中醇酸摩尔比为1.20:1，从反应釜上部通入0.1MPa氮气，逐步升温135℃，恒温2.5h，随后逐步升温到240℃，脱水至水分含量为0.4％，-0.09MPa真空减压，高温负压蒸馏脱水脱醇，温度225℃，控制产品羟值得到分子量4,000g/mol的聚酯多元醇。
b)在反应器中，将2.71kg二苯基亚甲基二异氰酸酯，6.45kg上述聚酯多元醇，
0.84kg 1,4-丁二醇加入后混合，并加入3.1g聚氨酯催化剂辛酸亚锡，在温度为100℃下进行反应，造粒后得到含有二聚物羧酸的热塑性聚氨酯。
实施例1-9中的聚酯多元醇分子量测试结果见表4。
进一步使用实施例制备颜色浓缩物，即TPU色母粒，对本发明做进一步的阐述。
使用以实施例1-9制备的热塑性聚氨酯为载体，分别以炭黑，64#橙为颜料，使用双螺杆挤出机制备TPU色母粒。具体配方及性能测试结果见表1。
另外选择常见市售的聚酯型90A热塑性聚氨酯(Elastollan 685A)为对比，分别采用PE蜡，EBS，硬脂酸钙为分散剂，使用双螺杆挤出机制备颜色浓缩物。具体配方、性能测试结果及说明见表1-3。
双螺杆挤出机制备颜色浓缩物的方法如下：
将实施例和对比的热塑性聚氨酯按照表1的配方进行充分混合，然后在双螺杆挤出机中进行高速剪切混合造粒，螺杆的各区温度设置分别为：一区温度：180℃，二区温度为190℃，三区温度为200℃，四区温度为205℃，五区温度为200℃，六区温度为195℃，七区温度为195℃，八区温度为190℃，九区温度为185℃，口模温度为180℃。喂料速度设置为40转/分，螺杆转速设定为300转/分。
表1实施例及对比配方及性能测试
Figure BDA0001893193970000131
Figure BDA0001893193970000141
表2 5级灰卡分级的色差标准等级
牢度等级 CIELAB色差 容差
5 0 0.2
4.5 2.2 ±0.3
4 4.3 ±0.3
3.5 6.0 ±0.4
3 8.5 ±0.5
2.5 12.0 ±0.7
2 16.9 ±1.0
1.5 24.0 ±1.5
1 34.1 ±2.0
表3 5级颜料分散性评级
颜料分散等级 平均粒子直径/μm
5 ＜5
4 5～10
3 10～30
2 30～100
1 ＞100
表4 GPC测试的Mn和Mw数据
Mn Mw
实施例1 38661 61470
实施例2 83900 135503
实施例3 84761 137000
实施例4 86975 141027
实施例5 66359 106837
实施例6 75097 115736
实施例7 86975 141027
实施例8 155097 234196
实施例9 196359 300429
通过附图1-4的对比可以发现，在放大20000倍测试条件下，用实施例聚酯加工的样片的颜料分散和分布均匀，而用对比的E685A聚酯加工的样片可见大量未分散的颜料颗粒。
通过以上测试与对比例进行比较可以看出，使用本专利所描述的热塑性聚氨酯树脂成功制备了有机颜料和无机颜料的颜色浓缩物。相比常规TPU(BASF Elastollan 685A)作为基体的无机和有机颜料的颜色浓缩物，以本专利所述热塑性聚氨酯为载体的颜色浓缩物所制备的试样表面光泽度、析出性能、颜料的分散性、颜料的迁移性均具有明显优势。

Claims (10)

1.一种用于颜色浓缩物载体的热塑性聚氨酯，由包含以下原料反应制备：
1)聚酯多元醇，含量为30～80wt.％，优选为40～70wt.％，制备该聚酯多元醇的二元酸中含有二聚物羧酸；
2)二异氰酸酯，含量为15～60wt.％，优选为25～50wt.％；
3)小分子扩链剂，含量为5～20wt.％，优选为5～15wt.％。
2.根据权利要求1所述的热塑性聚氨酯，其特征在于，所述二聚物羧酸具有如下所示的结构通式：
Figure FDA0001893193960000011
其中，R1、R2为4～12个碳原子的脂肪直链，并含有不大于2个的双键官能团,优选碳原子数6～10，更优选R1、R2为C8H17、C8H15、C7H15和C7H13中的一种或多种；R3、R4为4～20个碳原子的脂肪直链，并含有不大于2个的双键官能团，优选碳原子数为6～18，更优选R3、R4为C9H16、C9H18、C10H18、C10H20、C13H24、C13H26、C15H28和C15H30中的一种或多种；二聚物羧酸最优选为以下结构：
Figure FDA0001893193960000012
二聚物羧酸的含量为20～100wt.％，优选30～100wt.％，以二元酸总质量计。
3.根据权利要求1或2所述的热塑性聚氨酯，其特征在于，所述聚酯多元醇由包含二元酸和小分子二元醇的原料反应获得，聚酯多元醇数均分子量为600～10,000g/mol，优选为750～3,000g/mol。
4.根据权利要求1或3所述的热塑性聚氨酯，其特征在于，所述二元酸还含有脂肪族二元羧酸，脂肪族二元羧酸选自碳原子数4～12的脂肪族二元羧酸和/或酸酐，优选丁二酸、己二酸、琥珀酸、戊二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、癸烷二甲酸、丁二酸酐和癸二酸酐中的一种或多种。
5.根据权利要求3所述的热塑性聚氨酯，其特征在于，所述小分子二元醇包含碳原子数为2～12的脂肪族二元醇，优选乙二醇、一缩二乙二醇、丙二醇、一缩二丙二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、1,4-环己烷二甲醇、1,8-辛二醇、1,10-癸二醇、1,12-十二碳二醇、新戊二醇、1,3-丁二醇、2-甲基-1,3-丙二醇、2-甲基-1,5-戊二醇和2-乙基-2-丁基-1,3-丙二醇中的一种或多种，更优选乙二醇、一缩二乙二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇和6-己二醇中的一种或多种。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的热塑性聚氨酯，其特征在于，所述二异氰酸酯包含脂肪族和/或芳香族二异氰酸酯，优选4,4’-二环己基甲烷二异氰酸酯，异佛尔酮二异氰酸酯，环己烷二亚甲基二异氰酸酯，降冰片烷二异氰酸酯和甲基环己基二异氰酸酯，甲苯二异氰酸酯，二苯基亚甲基二异氰酸酯，萘二异氰酸酯，1,4-苯二异氰酸酯，苯二亚甲基二异氰酸酯，四亚甲基间苯二亚甲基二异氰酸酯，二甲基联苯二异氰酸酯，二甲基二苯基甲烷二异氰酸酯，3,3’-二甲氧基联苯-4,4’-二异氰酸酯，4,4’-二苯醚二异氰酸酯，4-甲基二苯基甲烷-3,4-二异氰酸酯，2,4’-二苯硫醚二异氰酸酯，二乙基苯二异氰酸酯和4,4’-二苯基乙烷二异氰酸酯中的一种或多种，更优选二苯基亚甲基二异氰酸酯，1,6-亚己基二异氰酸酯，4,4’-二环己基甲烷二异氰酸酯，4,4’-二苄基二异氰酸酯，1,4-环己烷二异氰酸酯和对苯二异氰酸酯中的一种或多种。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的热塑性聚氨酯，其特征在于，所述小分子扩链剂是指包含2～8个碳原子的脂肪族二醇或醇胺，优选乙二醇、一缩二乙二醇、丙二醇、一缩二丙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、1,4-环己烷二甲醇、1,8-辛二醇，二乙醇胺和甲基二乙醇胺中的一种或多种。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的热塑性聚氨酯，其特征在于，所述异氰酸酯中异氰酸根与聚酯多元醇和小分子扩链剂中活泼氢的摩尔比为(0.8～1.3):1，优选(0.9～1.1):1。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的热塑性聚氨酯，其特征在于，所述热塑性聚氨酯的分子量为3,000～200,000g/mol，优选10,000～150,000g/mol。
10.权利要求1-9中任一项所述的热塑性聚氨酯的用途，该热塑性聚氨酯用于无机颜料和/或有机颜料颜色浓缩物的载体聚合物，所述颜色浓缩物为色母粒、预分散颜料和矿物粉浓缩母粒中的一种或多种，优选为色母粒。
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