CN111320738B - 一种聚氨酯分散剂及其制备方法和一种色浆 - Google Patents

一种聚氨酯分散剂及其制备方法和一种色浆 Download PDF

Info

Publication number
CN111320738B
CN111320738B CN201910814093.4A CN201910814093A CN111320738B CN 111320738 B CN111320738 B CN 111320738B CN 201910814093 A CN201910814093 A CN 201910814093A CN 111320738 B CN111320738 B CN 111320738B
Authority
CN
China
Prior art keywords
polyurethane dispersant
polymerization reaction
diisocyanate
monomer
color paste
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201910814093.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111320738A (zh
Inventor
张云杰
刘明辉
王莹铮
李鑫
杨锦勇
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zhuhai Chuanmeixun New Materials Co ltd
Original Assignee
TRENDVISION ELECTRONICS SCIENCE TECHNOLOGY (ZHUHAI) CO LTD
Zhuhai Zhongmo Technology Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by TRENDVISION ELECTRONICS SCIENCE TECHNOLOGY (ZHUHAI) CO LTD, Zhuhai Zhongmo Technology Co ltd filed Critical TRENDVISION ELECTRONICS SCIENCE TECHNOLOGY (ZHUHAI) CO LTD
Priority to CN201910814093.4A priority Critical patent/CN111320738B/zh
Publication of CN111320738A publication Critical patent/CN111320738A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111320738B publication Critical patent/CN111320738B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/65Low-molecular-weight compounds having active hydrogen with high-molecular-weight compounds having active hydrogen
    • C08G18/66Compounds of groups C08G18/42, C08G18/48, or C08G18/52
    • C08G18/6666Compounds of group C08G18/48 or C08G18/52
    • C08G18/6692Compounds of group C08G18/48 or C08G18/52 with compounds of group C08G18/34
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/30Low-molecular-weight compounds
    • C08G18/32Polyhydroxy compounds; Polyamines; Hydroxyamines
    • C08G18/3225Polyamines
    • C08G18/3228Polyamines acyclic
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/30Low-molecular-weight compounds
    • C08G18/32Polyhydroxy compounds; Polyamines; Hydroxyamines
    • C08G18/3225Polyamines
    • C08G18/3237Polyamines aromatic
    • C08G18/324Polyamines aromatic containing only one aromatic ring
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/30Low-molecular-weight compounds
    • C08G18/34Carboxylic acids; Esters thereof with monohydroxyl compounds
    • C08G18/348Hydroxycarboxylic acids
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/40High-molecular-weight compounds
    • C08G18/42Polycondensates having carboxylic or carbonic ester groups in the main chain
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/40High-molecular-weight compounds
    • C08G18/42Polycondensates having carboxylic or carbonic ester groups in the main chain
    • C08G18/44Polycarbonates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/40High-molecular-weight compounds
    • C08G18/48Polyethers
    • C08G18/4833Polyethers containing oxyethylene units
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/65Low-molecular-weight compounds having active hydrogen with high-molecular-weight compounds having active hydrogen
    • C08G18/66Compounds of groups C08G18/42, C08G18/48, or C08G18/52
    • C08G18/6633Compounds of group C08G18/42
    • C08G18/6637Compounds of group C08G18/42 with compounds of group C08G18/32 or polyamines of C08G18/38
    • C08G18/6648Compounds of group C08G18/42 with compounds of group C08G18/32 or polyamines of C08G18/38 with compounds of group C08G18/3225 or C08G18/3271 and/or polyamines of C08G18/38
    • C08G18/6651Compounds of group C08G18/42 with compounds of group C08G18/32 or polyamines of C08G18/38 with compounds of group C08G18/3225 or C08G18/3271 and/or polyamines of C08G18/38 with compounds of group C08G18/3225 or polyamines of C08G18/38
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/65Low-molecular-weight compounds having active hydrogen with high-molecular-weight compounds having active hydrogen
    • C08G18/66Compounds of groups C08G18/42, C08G18/48, or C08G18/52
    • C08G18/6666Compounds of group C08G18/48 or C08G18/52
    • C08G18/667Compounds of group C08G18/48 or C08G18/52 with compounds of group C08G18/32 or polyamines of C08G18/38
    • C08G18/6681Compounds of group C08G18/48 or C08G18/52 with compounds of group C08G18/32 or polyamines of C08G18/38 with compounds of group C08G18/32 or C08G18/3271 and/or polyamines of C08G18/38
    • C08G18/6685Compounds of group C08G18/48 or C08G18/52 with compounds of group C08G18/32 or polyamines of C08G18/38 with compounds of group C08G18/32 or C08G18/3271 and/or polyamines of C08G18/38 with compounds of group C08G18/3225 or polyamines of C08G18/38
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D17/00Pigment pastes, e.g. for mixing in paints
    • C09D17/001Pigment pastes, e.g. for mixing in paints in aqueous medium

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Polyurethanes Or Polyureas (AREA)

Abstract

本发明涉及高分子材料技术领域,具体涉及一种聚氨酯分散剂及其制备方法和一种色浆。本发明提供的方法操作简单,将聚二醇类单体、亲水性扩链剂、催化剂和有机溶剂以及二异氰酸酯类单体混合后直接进行聚合反应,之后再利用封端剂进行封端反应,得到的聚氨酯分散剂分散性好,对于有机色料具有较强的吸附作用,不容易脱落,也不容易被取代,因此可以有效降低有机色料的表面能,仅利用该单一种类的聚氨酯分散剂即可制备得到具有较高稳定性的色浆。

Description

一种聚氨酯分散剂及其制备方法和一种色浆
技术领域
本发明涉及高分子材料技术领域,具体涉及一种聚氨酯分散剂及其制备方法和一种色浆。
背景技术
有机色料用途广泛,但常见的有机色料普遍存在亲油性的苯环或杂环结构,表面含有活性的胺基、酰胺基、羧酸基、酯基、羟基等,分子间吸引力强,容易在溶液中团聚。因此,往往会添加分散剂作为有机色料与分散媒间的桥梁,使得有机色料能够稳定分散在溶液中。现有技术中有采用聚氨酯分散剂制备有机色料色浆的报道,但聚氨酯分散剂制备方法复杂,且制备得到的聚氨酯分散剂分散效果并不理想,通常还需要配合其它种类的分散剂制备有机色料色浆。
发明内容
本发明的目的在于提供一种聚氨酯分散剂及其制备方法和一种色浆,本发明提供的制备方法操作简单,且制备得到的聚氨酯分散剂分散性好,仅利用该单一种类的聚氨酯分散剂即可制备得到具有较高稳定性的色浆。
为了实现上述发明目的,本发明提供以下技术方案:
本发明提供了一种聚氨酯分散剂的制备方法,包括以下步骤:
在保护气氛条件下,将聚二醇类单体、亲水性扩链剂、催化剂和有机溶剂混合,之后与二异氰酸酯类单体混合进行聚合反应,得到聚合产物料液;
将所述聚合产物料液与封端剂混合后进行封端反应,得到聚氨酯分散剂。
优选地,所述二异氰酸酯类单体包括二环己基甲烷二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯、间苯二甲基异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、四甲基间苯二亚甲基二异氰酸酯和萘二异氰酸酯中的至少一种。
优选地,所述聚二醇类单体包括聚醚二醇、聚乙二醇、聚丙二醇、聚酯二醇、聚四氢呋喃和聚碳酸酯二醇中的至少一种。
优选地,所述亲水性扩链剂包括酒石酸、二羟甲基丁酸、二氨基苯甲酸、二氨基戊酸、二氨基己酸、二乙醇胺、三乙醇胺、1,2-丙二醇-3-磺酸盐和1,4-丁二醇-2-磺酸盐中的至少一种。
优选地,所述二异氰酸酯类单体、聚二醇类单体、亲水性扩链剂、封端剂、催化剂和有机溶剂的质量比为(15~60):(10~30):(10~20):(5~15):(0.01~5):(20~50)。
优选地,所述聚合反应包括依次进行的第一阶段聚合反应和第二阶段聚合反应,所述第一阶段聚合反应的温度为60~70℃,第二阶段聚合反应的温度为100~110℃;体系中异氰酸基的质量含量≤3%时聚合反应结束。
优选地,所述封端反应的温度为80~90℃,时间为50~70min。
本发明提供了上述技术方案所述制备方法制备得到的聚氨酯分散剂。
本发明提供了一种色浆,按质量份数计,包括以下制备原料:
有机色料10~40份;
上述技术方案所述的聚氨酯分散剂10~50份;
分散媒30~80份。
优选地,所述分散媒包括水和/或有机分散媒。
本发明提供了一种聚氨酯分散剂的制备方法,包括以下步骤:在保护气氛条件下,将聚二醇类单体、亲水性扩链剂、催化剂和有机溶剂混合,之后与二异氰酸酯类单体混合进行聚合反应,得到聚合产物料液;将所述聚合产物料液与封端剂混合后进行封端反应,得到聚氨酯分散剂。本发明提供的方法操作简单,将聚二醇类单体、亲水性扩链剂、催化剂和有机溶剂以及二异氰酸酯类单体混合后直接进行聚合反应,之后再利用封端剂进行封端反应,得到的聚氨酯分散剂分散性好,对于有机色料具有较强的吸附作用,不容易脱落,也不容易被取代,因此可以有效降低有机色料的表面能,仅利用该单一种类的聚氨酯分散剂即可制备得到具有较高稳定性的色浆。
进一步地,本发明提供的聚氨酯分散剂中,聚合物分子结构中含有亲水链段和亲油链段,其中,亲水链段由亲水扩链剂提供,选用盐类的亲水扩链剂,例如磺酸盐类化合物,所得聚氨酯分散剂为水性阴离子分散剂;选用非盐类的亲水扩链剂,例如羧酸类化合物、胺类化合物,所得聚氨酯分散剂为油性分散剂,可以进一步经酸碱中和形成盐,从而得到水性分散剂;具体的,选用羧酸类化合物作为亲水扩链剂,可以得到水性阴离子分散剂,选用胺类化合物作为亲水扩链剂,可以得到水性阳离子分散剂。亲油链段主要为二异氰酸酯链段和聚二醇链段,所述二异氰酸酯链段具有与有机色料亲和性强的环状结构(如芳香环、脂肪环),所述聚二醇链段具有与有机色料亲和性强的酯基(如碳酸酯基)、醚基(如乙氧基)等结构,对于有机色料具有较强的吸附作用。本发明通过选择特定种类的原料,并在60~70℃条件下进行第一阶段聚合反应,之后将反应温度调高至90~110℃进行第二阶段聚合反应,较高的反应温度有利于使残余单体充分反应,同时有利于提升分散剂稳定性,提高分散剂对有机色料的亲和力以及分散剂分散能力,之后降温至80~90℃,有利于封端剂进行封端反应,最终得到具有较高分散性的聚氨酯分散剂。
具体实施方式
本发明提供了一种聚氨酯分散剂的制备方法,包括以下步骤:
在保护气氛条件下,将聚二醇类单体、亲水性扩链剂、催化剂和有机溶剂混合,之后与二异氰酸酯类单体混合进行聚合反应,得到聚合产物料液;
将所述聚合产物料液与封端剂混合后进行封端反应,得到聚氨酯分散剂。
在本发明中,若无特殊说明,制备聚氨酯分散剂所需原料均为本领域技术人员熟知的市售商品。
本发明在保护气氛条件下,将聚二醇类单体、亲水性扩链剂、催化剂和有机溶剂混合,之后与二异氰酸酯类单体混合进行聚合反应,得到聚合产物料液。本发明对于提供保护气氛的保护气体没有特殊的限定,采用本领域技术人员熟知的保护气体即可,具体如氮气。
在本发明中,所述二异氰酸酯类单体优选包括二环己基甲烷二异氰酸酯(HMDI)、苯二亚甲基二异氰酸酯(XDI)、间苯二甲基异氰酸酯(MXDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、四甲基间苯二亚甲基二异氰酸酯(TMXDI)和萘二异氰酸酯(NDI)中的至少一种,更优选为二环己基甲烷二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯、间苯二甲基异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、四甲基间苯二亚甲基二异氰酸酯或萘二异氰酸酯。本发明优选采用上述种类的二异氰酸酯类单体,其具有与有机色料类似的环状结构,有利于提高所得聚氨酯分散剂对有机色料的吸附性,进而保证色浆具有较好的稳定性。
在本发明中,所述聚二醇类单体优选包括聚醚二醇、聚乙二醇、聚丙二醇、聚酯二醇、聚四氢呋喃和聚碳酸酯二醇中的至少一种,更优选为聚醚二醇、聚乙二醇、聚丙二醇、聚酯二醇、聚四氢呋喃或聚碳酸酯二醇。本发明对于所述聚二醇类单体的具体型号和重均分子量没有特殊的限定,在本发明的实施例中,具体采用聚乙二醇PEG600(Mw=600)、聚乙二醇PEG800(Mw=800)、聚酯二醇CAPA2054(法国Perstorp,Mw=500)、聚酯二醇CAPA 2085(法国Perstorp,Mw=830)、聚碳酸酯二醇PCDL UH-50(日本宇部,Mw=500)、聚碳酸酯二醇PCDLT5650J(日本旭化成,Mw=800)、聚醚二醇PTMEG 650(韩国PTG,Mw=650)或聚醚二醇PTMEG 250(韩国PTG,Mw=250)。本发明优选采用上述种类的聚二醇类单体,其具有与有机色料亲和性强的酯基(如碳酸酯基)、醚基(如乙氧基)等结构,对于有机色料具有较强的吸附作用。
在本发明中,所述亲水性扩链剂优选包括酒石酸、二羟甲基丁酸、二氨基苯甲酸、二氨基戊酸、二氨基己酸、二乙醇胺、三乙醇胺、1,2-丙二醇-3-磺酸盐和1,4-丁二醇-2-磺酸盐中的至少一种,更优选为酒石酸、二羟甲基丁酸、二氨基苯甲酸、二氨基戊酸、二氨基己酸、二乙醇胺、三乙醇胺、1,2-丙二醇-3-磺酸盐或1,4-丁二醇-2-磺酸盐。本发明优选采用上述种类的亲水性扩链剂,有利于保证聚氨酯分散剂适用于油水两相系统色浆,其中,选用盐类的亲水扩链剂,例如磺酸盐类化合物,所得聚氨酯分散剂为水性阴离子分散剂;选用非盐类的亲水扩链剂,例如羧酸类化合物、胺类化合物,所得聚氨酯分散剂为油性分散剂,可以进一步经酸碱中和形成盐,从而得到水性分散剂,具体的,选用羧酸类化合物作为亲水扩链剂,进一步经酸碱中和形成盐,可以得到水性阴离子分散剂,选用胺类化合物作为亲水扩链剂,进一步经酸碱中和形成盐,可以得到水性阳离子分散剂。
在本发明中,所述封端剂优选包括二甲基乙醇胺、丙二酸二乙酯、丙二酸二异丙酯、牛磺酸、亚硫酸氢钠、羟甲基磺酸钠、羟乙基磺酸钠、聚丙二醇二胺丙基磺酸钠、氨基磺酸钠和C12~C14仲醇聚氧乙烯醚中的至少一种,更优选为二甲基乙醇胺、丙二酸二乙酯、丙二酸二异丙酯、牛磺酸、亚硫酸氢钠、羟甲基磺酸钠、羟乙基磺酸钠、聚丙二醇二胺丙基磺酸钠、氨基磺酸钠或C12~C14仲醇聚氧乙烯醚。当所述封端剂为聚合物时,本发明对于所述封端剂的具体型号没有特殊的限定,在本发明的实施例中,具体采用聚丙二醇二胺丙基磺酸钠(Poly-EPS 520-Na)或C12~C14仲醇聚氧乙烯醚(TERGITOL15-S-7)。本发明优选采用上述封端剂,有利于抑制体系中物质再反应,同时有利于改善聚氨酯分散剂的稳定性,提高对有机色料的润湿吸附能力以及亲和力。
在本发明中,所述有机溶剂优选包括丙酮、丁酮、乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸丁酯、二甲基亚砜、环丁砜、二甲基甲酰胺、甲基吡咯烷酮和吡咯烷酮中的至少一种,更优选为丙酮、丁酮、乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸丁酯、二甲基亚砜、环丁砜、二甲基甲酰胺、甲基吡咯烷酮或吡咯烷酮。本发明优选采用上述种类的有机溶剂,能够与大多数有机溶剂或水互溶,有利于制备油水两用聚氨酯分散剂。
在本发明中,所述催化剂优选包括辛酸亚锡、二醋酸二丁基锡、二油酸二丁基锡、异辛酸锌、钛酸四丁酯、脂肪胺类化合物、脂环胺类化合物、芳香胺类化合物和醇胺类化合物中的至少一种,更优选为钛酸四丁酯、二醋酸二丁基锡或异辛酸锌。
在本发明,所述二异氰酸酯类单体、聚二醇类单体、亲水性扩链剂、封端剂、催化剂和有机溶剂的质量比优选为(15~60):(10~30):(10~20):(5~15):(0.01~5):(20~50),更优选为(20~50):(15~25):(12~20):(5~10):(0.01~1):(20~40)。
本发明对所述聚二醇类单体、亲水性扩链剂、催化剂和有机溶剂混合时各原料的加料顺序和加料方式没有特殊的限定,能够将各原料混合均匀即可。将聚二醇类单体、亲水性扩链剂、催化剂和有机溶剂混合后,为了使后续聚合反应稳定进行,本发明优选将所得混合物料加热至60~70℃,之后再加入二异氰酸酯类单体进行聚合反应。在本发明中,所述聚合反应优选包括依次进行的第一阶段聚合反应和第二阶段聚合反应,所述第一阶段聚合反应的温度优选为60~70℃,第二阶段聚合反应的温度优选为100~110℃;体系中异氰酸基的质量含量≤3%时聚合反应结束,其中,所述第一阶段聚合反应的时间优选为50~70min,更优选为50~60min。本发明优选将聚合反应分两个阶段进行,且在较高温度下进行第二阶段聚合反应,能够加速残留单体反应,有利于提高反应效率。
完成所述聚合反应后,本发明优选将所得聚合产物料液降温至封端反应所需温度,然后将其与封端剂混合后进行封端反应,得到聚氨酯分散剂。在本发明中,所述封端反应的温度优选为80~90℃,更优选为85~90℃;时间优选为50~70min,更优选为50~60min。本发明优选在上述条件下进行封端反应,有利于抑制体系中物质再反应,为得到高分散性聚氨酯分散剂提供基础。
完成所述封端反应后,所得产物体系即为聚氨酯分散剂,无需进行其它任何处理,可直接用于制备色浆。
本发明提供了上述技术方案所述制备方法制备得到的聚氨酯分散剂,本发明提供的聚氨酯分散剂的固含量优选为50~80%,更优选为60~70%。
本发明提供了一种色浆,按质量份数计,包括以下制备原料:
有机色料10~40份;
上述技术方案所述的聚氨酯分散剂10~50份;
分散媒30~80份。
按质量份数计,本发明提供的色浆的制备原料包括有机色料10~40份,优选为15~35份,更优选为20~30份。在本发明中,所述有机色料优选包括以下色料中的任一种或几种:
蓝色颜料PB15:1、PB15:2、PB15:3、PB15:4;
黄色颜料PY12、PY13、PY74、PY150、PY151、PY155、PY180、PY183、PY185、PY194;
红色颜料PV19、PR122、PR146、PR254、PR269;
黑色颜料为碳黑;
蓝色分散染料14、28、56、72、87、165、359、360、366;
红色分散染料4、11、22、54、60、74、82、92、146、278;
黄分散染料3、23、42、51、54、60、65、82、98、160、211;
棕色分散染料27。
以所述有机色料的质量份数为基准,本发明提供的色浆的制备原料包括上述技术方案所述聚氨酯分散剂10~50份,优选为20~45份,更优选为30~40份。
以所述有机色料的质量份数为基准,本发明提供的色浆的制备原料包括分散媒30~80份,优选为40~70份,更优选为50~60份。在本发明中,所述分散媒优选包括水和/或有机分散媒,更优选为水或有机分散媒。在本发明中,所述有机分散媒优选包括醚类化合物、酯类化合物、酮类化合物和醇类化合物中的至少一种,具体的,所述醚类化合物优选包括二乙二醇甲乙醚、丙二醇甲醚、丙二醇二甲醚、乙二醇甲醚和乙二醇二甲醚中的至少一种;所述酯类化合物优选包括乙二醇丁醚醋酸酯、丙二醇甲醚醋酸酯、乙酸乙酯和乙酸丙酯中的至少一种;所述酮类化合物优选包括丙酮、丁酮和甲基异丁酮中的至少一种、所述醇类化合物优选包括甲醇、乙醇和异丙醇中的至少一种。
在本发明中,当分散媒为水时,本发明中所述色浆为水性色浆;当分散媒为有机分散媒时,本发明中所述色浆为油性色浆。
本发明提供了上述技术方案所述色浆的制备方法,具体如下:
当分散媒为水时,本发明所述水性色浆的制备方法,优选包括以下步骤:
将聚氨酯分散剂的pH值调节至8~10,加水得到水性预溶液;
将所述水性预溶液与有机色料混合,得到水性预分散液;
将所述水性预分散液研磨后过滤,得到水性色浆。
本发明将聚氨酯分散剂的pH值调节至8~10,加水得到水性预溶液。本发明对于调节聚氨酯分散剂的pH值采用的试剂没有特殊的限定,采用酸水溶液或碱水溶液均可,能够保证满足上述pH值要求即可。在本发明中,调节完pH值后,本发明优选先加部分水至体系的固含量为30~40%,得到聚氨酯分散剂料液,然后再加剩余水,得到水性预溶液。
得到水性预溶液后,本发明将所述水性预溶液与有机色料混合,得到水性预分散液。在本发明中,所述水性预溶液与有机色料混合优选在搅拌条件下进行;本发明对于所述搅拌的速率没有特殊的限定,采用本领域技术人员熟知的搅拌速率即可。在本发明中,水性预溶液与有机色料混合的时间以有机色料完全润湿为止。
得到水性预分散液后,本发明将所述水性预分散液研磨后过滤,得到水性色浆。本发明优选将所述水性预分散液研磨至平均粒径为50~150nm,然后依次利用1.0μm孔径玻纤滤膜和0.45μm孔径聚丙烯滤膜过滤去除胶体及大粒径,得到分散稳定的水性色浆。
当分散媒为有机分散媒时,本发明所述油性色浆的制备方法,优选包括以下步骤:
将聚氨酯分散剂、有机色料和有机分散媒混合,得到油性预溶液;
将所述油性预溶液研磨后过滤,得到油性色浆。
在本发明中,所述聚氨酯分散剂、有机色料和有机分散媒混合优选在搅拌条件下进行;本发明对于所述搅拌的速率没有特殊的限定,采用本领域技术人员熟知的搅拌速率即可。在本发明中,所述聚氨酯分散剂、有机色料和有机分散媒混合的时间以有机色料完全润湿为止。
本发明对于将油性预溶液进行研磨及过滤的方法没有特殊的限定,按照上述制备水性色浆时的方法进行即可。
下面将结合本发明中的实施例,对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
实施例1
在设置有冷凝回流装置的反应瓶中通入氮气,将聚二醇类单体、亲水性扩链剂、催化剂和有机溶剂加入反应瓶中,加热至60℃,再加入二异氰酸酯类单体,进行第一阶段聚合反应,然后升温至100℃进行第二阶段聚合反应,至体系中异氰酸基的质量含量低于3%(其中,第一阶段聚合反应1h,第二阶段聚合反应2h);降温至90℃,将封端剂加入反应瓶中进行封端反应1h,得到聚氨酯分散剂;其中,原料的具体种类、用量以及所述聚氨酯分散剂的固含量列于表1中。
实施例2~8
按照实施例1的方法制备聚氨酯分散剂,其中,原料的具体种类、用量以及所述聚氨酯分散剂的固含量列于表1中。
表1实施例1~8中原料的具体种类、用量以及聚氨酯分散剂的固含量
Figure BDA0002185884940000091
实施例9
取实施例1制备的聚氨酯分散剂1000g,调节pH值为9,然后再加去离子水至总质量为1937g,得到固含量为35%的聚氨酯分散剂料液;取457g所述聚氨酯分散剂料液与1243g去离子水混合,搅拌至完全溶解得到水性预溶液;然后将300g PY74黄色颜料与所述水性预溶液混合,搅拌使PY74黄色颜料完全润湿得到水性预分散液;将所述水性预分散液导入砂磨机进行研磨,至平均粒径为50~150nm;过滤去除胶体及大粒径,得到分散稳定的水性黄色色浆。
实施例10
取实施例6制备的聚氨酯分散剂1000g,调节pH值为9,然后再加去离子水至总质量为1886g,得到固含量为35%的聚氨酯分散剂料液;取686g所述聚氨酯分散剂料液与1014g去离子水混合,搅拌至完全溶解得到水性预溶液;然后将300g蓝色分散染料359与所述水性预溶液混合,搅拌使蓝色分散染料359完全润湿得到水性预分散液;将所述水性预分散液导入砂磨机进行研磨,至平均粒径为50~150nm;过滤去除胶体及大粒径,得到分散稳定的水性蓝色色浆。
实施例11
取实施例7制备的聚氨酯分散剂1000g,调节pH值为9,然后再加去离子水至总质量为1811g,得到固含量为35%的聚氨酯分散剂料液;取857g所述聚氨酯分散剂料液与843g去离子水混合,搅拌至完全溶解得到水性预溶液;然后将300g红色分散染料60与所述水性预溶液混合,搅拌使红色分散染料60完全润湿得到水性预分散液;将所述水性预分散液导入砂磨机进行研磨,至平均粒径为50~150nm;过滤去除胶体及大粒径,得到分散稳定的水性红色色浆。
实施例12
将实施例3制备的聚氨酯分散剂400g与1300g丙二醇甲醚醋酸酯混合,搅拌至完全溶解得到油性预溶液;然后将300g红色颜料PR122与所述油性预溶液混合,搅拌使红色颜料PR122完全润湿得到油性预分散液;将所述油性预分散液导入砂磨机进行研磨,至平均粒径为50~150nm;过滤去除胶体及大粒径,得到分散稳定的油性红色色浆。
实施例13
将实施例8制备的聚氨酯分散剂381g与1319g二乙二醇甲乙醚混合,搅拌至完全溶解得到油性预溶液;然后将300g碳黑与所述油性预溶液混合,搅拌使碳黑完全润湿得到油性预分散液;将所述油性预分散液导入砂磨机进行研磨,至平均粒径为50~150nm;过滤去除胶体及大粒径,得到分散稳定的油性黑色色浆。
性能测试
通过高温老化加速测试方法对实施例9~13制备的色浆的稳定性进行测试,具体是将实施例9~13制备的色浆在60℃条件下老化7天,之后测定色浆的平均粒径、黏度、滤性以及色度,并与老化前进行比较;具体是采用英国马尔文(Malvern)Nano S90纳米粒径仪测定平均粒径,要求老化平均粒径变化小于10%;采用美国博勒飞(Brookfield)Wells锥板粘度计测定黏度,要求老化黏度变化小于±1cp;采用1.0μm孔径玻纤滤膜加0.45μm孔径聚丙烯滤膜测定滤性,要求老化滤性大于500g/5min;采用瑞士爱色丽(X-Rite)分光光度仪测定色度,要求老化前后色度变化小于3%,具体结果见表2。
表2实施例9~13制备的色浆性能测试结果
测试项目 实施例9 实施例10 实施例11 实施例12 实施例13
老化前粒径 127nm 110nm 108nm 148nm 128nm
老化后粒径 138nm 117nm 116nm 157nm 135nm
老化前黏度 5.7cp 10.2cp 8.4cp 6.1cp 5.8cp
老化后黏度 6.1cp 9.4cp 7.9cp 6.2cp 5.6cp
老化前滤性 500g/2'51” 500g/3'46” 500g/3'21” 500g/2'48” 500g/4'02”
老化后滤性 500g/3'06” 500g/4'09” 500g/4'02” 500g/3'37” 500g/4'24”
老化前色度 100% 100% 100% 100% 100%
老化后色度 102% 100% 101% 99% 101%
由表2可知,实施例9~13制备的色浆在60℃条件下老化7天,其平均粒径、黏度、滤性及色度变化皆符合设定需求。说明本发明所制备的聚氨酯分散剂,在分散色料的能力方面能够达到高度稳定的要求。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种聚氨酯分散剂的制备方法,其特征在于,按如下步骤进行:
在保护气氛条件下,将聚二醇类单体、亲水性扩链剂、催化剂和有机溶剂混合,之后与二异氰酸酯类单体混合进行聚合反应,得到聚合产物料液;其中,所述聚二醇类单体为聚乙二醇;所述聚合反应包括依次进行的第一阶段聚合反应和第二阶段聚合反应,所述第一阶段聚合反应的温度为60~70℃,所述第一阶段聚合反应的时间为50~70min;第二阶段聚合反应的温度为100~110℃;体系中异氰酸基的质量含量≤3%时聚合反应结束;
将所述聚合产物料液与封端剂混合后进行封端反应,得到聚氨酯分散剂;
所述二异氰酸酯类单体、聚二醇类单体、亲水性扩链剂、封端剂、催化剂和有机溶剂的质量比为(15~60):(10~30):(10~20):(5~15):(0.01~5):(20~50)。
2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述二异氰酸酯类单体包括二环己基甲烷二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯、间苯二甲基异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、四甲基间苯二亚甲基二异氰酸酯和萘二异氰酸酯中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述亲水性扩链剂包括酒石酸、二羟甲基丁酸、二氨基苯甲酸、二氨基戊酸、二氨基己酸、1,2-丙二醇-3-磺酸盐和1,4-丁二醇-2-磺酸盐中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述封端反应的温度为80~90℃,时间为50~70min。
5.权利要求1~4任一项所述制备方法制备得到的聚氨酯分散剂。
6.一种色浆,其特征在于,按质量份数计,包括以下制备原料:
有机色料10~40份;
权利要求5所述的聚氨酯分散剂10~50份;
分散媒30~80份。
7.根据权利要求6所述的色浆,其特征在于,所述分散媒包括水和/或有机分散媒。
CN201910814093.4A 2019-08-30 2019-08-30 一种聚氨酯分散剂及其制备方法和一种色浆 Active CN111320738B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910814093.4A CN111320738B (zh) 2019-08-30 2019-08-30 一种聚氨酯分散剂及其制备方法和一种色浆

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910814093.4A CN111320738B (zh) 2019-08-30 2019-08-30 一种聚氨酯分散剂及其制备方法和一种色浆

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111320738A CN111320738A (zh) 2020-06-23
CN111320738B true CN111320738B (zh) 2021-01-12

Family

ID=71166798

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910814093.4A Active CN111320738B (zh) 2019-08-30 2019-08-30 一种聚氨酯分散剂及其制备方法和一种色浆

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111320738B (zh)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111116860A (zh) * 2020-01-02 2020-05-08 传美讯电子科技(珠海)有限公司 一种水性聚氨酯分散剂及含其的水性色浆
CN111574682B (zh) * 2020-04-17 2021-06-18 珠海中墨科技有限公司 一种水性聚氨酯分散剂及含其的纺织数码印花用的色浆
CN113045937B (zh) * 2021-03-15 2022-12-02 英德科迪颜料技术有限公司 一种用于彩色光刻胶的颜料色浆及其制备方法
CN113563761A (zh) * 2021-07-16 2021-10-29 明光科迪新材料有限公司 一种紫外光固化喷墨用纳米色浆及其制备方法
CN113480712A (zh) * 2021-07-20 2021-10-08 昆山九璨新材料科技有限公司 一种分散剂及光固化3d打印油墨
CN114106288B (zh) * 2021-11-04 2022-12-06 江南大学 一种水性聚氨酯分散剂的制备方法及其应用
CN114621413B (zh) * 2022-04-08 2023-08-29 维新制漆(江西)有限公司 一种y型支化零voc特种色浆研磨用水性聚氨酯制备方法
CN115067328A (zh) * 2022-07-26 2022-09-20 浙江中山化工集团股份有限公司 一种低熔点原药的悬浮剂及其制备方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3324095B2 (ja) * 1991-02-01 2002-09-17 大日本インキ化学工業株式会社 水性接着剤
WO2012031064A1 (en) * 2010-09-01 2012-03-08 E.I. Du Pont De Nemours And Company Polyurethane dispersants derived from alkoxy aromatic diols
KR101225580B1 (ko) * 2010-07-19 2013-01-24 애경화학 주식회사 사이즈제용 수성 폴리우레탄 분산액 및 그 제조방법, 및 이를 포함하는 유리섬유 사이즈제
CN105315434A (zh) * 2014-07-14 2016-02-10 上海普力通色浆有限公司 水性分散剂及水性色浆及其制备方法
CN106674463A (zh) * 2017-02-08 2017-05-17 上海金狮化工有限公司 聚氨酯颜料分散剂及其制备方法
CN108373530A (zh) * 2018-03-06 2018-08-07 英德侗富贵科技材料有限公司 一种环保的水油通用聚氨酯分散剂及其制备方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2593517B1 (en) * 2010-07-16 2017-04-05 E. I. du Pont de Nemours and Company Cross-linked pigment dispersion based on polyurethane dispersants

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3324095B2 (ja) * 1991-02-01 2002-09-17 大日本インキ化学工業株式会社 水性接着剤
KR101225580B1 (ko) * 2010-07-19 2013-01-24 애경화학 주식회사 사이즈제용 수성 폴리우레탄 분산액 및 그 제조방법, 및 이를 포함하는 유리섬유 사이즈제
WO2012031064A1 (en) * 2010-09-01 2012-03-08 E.I. Du Pont De Nemours And Company Polyurethane dispersants derived from alkoxy aromatic diols
CN105315434A (zh) * 2014-07-14 2016-02-10 上海普力通色浆有限公司 水性分散剂及水性色浆及其制备方法
CN106674463A (zh) * 2017-02-08 2017-05-17 上海金狮化工有限公司 聚氨酯颜料分散剂及其制备方法
CN108373530A (zh) * 2018-03-06 2018-08-07 英德侗富贵科技材料有限公司 一种环保的水油通用聚氨酯分散剂及其制备方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
"水性涂料用非离子型聚氨酯分散剂";丁奋;《上海涂料》;20050430;第43卷(第4期);第1-5页 *
"用于二氧化硅水分散体系的聚氨酯超分散剂的合成及性能研究";张少朋,等;《涂料工业》;20160430;第46卷(第4期);第7-12页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN111320738A (zh) 2020-06-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111320738B (zh) 一种聚氨酯分散剂及其制备方法和一种色浆
JP5470945B2 (ja) 分散剤、並びに、それを用いた顔料組成物、顔料分散体、及びインクジェットインキ
CN111138886B (zh) 一种液体分散染料及其制备方法和应用
CN111574682B (zh) 一种水性聚氨酯分散剂及含其的纺织数码印花用的色浆
EP1130065B1 (en) Pigment compositions, production process thereof; colorants; and colored articles
EP1362082B1 (en) Coloured, water-dissipatable polyurethanes
TW201213370A (en) Cross-linked pigment dispersion based on polyurethane dispersants
JP2002509957A (ja) 着色ポリウレタン類
JP2011521096A5 (zh)
EP1394207B1 (en) Dispersion composition and ink-jet printer ink comprising the same
CN106320030A (zh) 一种彩色打印机用水性尼龙织物热转印墨水及其制备工艺
CN111303340A (zh) 一种有机色料分散剂及其制备方法和一种色浆
CN112920414A (zh) 一种梳状分散剂及其制备方法和应用以及水性喷墨色浆
TW201331191A (zh) 二苯并哌喃化合物
CN111021093A (zh) 一种交联型环保纺织涂料墨水及其制备方法和应用
DE102015213645B4 (de) Verfahren zur Herstellung einer Dispersion von gekapseltem Farbstoff
CN111471157B (zh) 一种水性聚氨酯油墨连接料及其制备方法与应用
CN111116843B (zh) 一种接枝型分散剂及其制备方法和应用
CN113444402A (zh) 一种含纳米色料的色浆及其制备方法和应用
US3723151A (en) Dispersing agents
DE102015213643B4 (de) Verfahren zur Herstellung einer Dispersion von gekapseltem, sichtbares Licht absorbierendem Farbstoff
CN105669940A (zh) 彩色扩链剂、共聚型彩色聚氨酯乳液及彩色聚氨酯-丙烯酸酯共聚物乳液及其制备方法
CN101220133A (zh) 聚氨酯预聚体及其制备方法
CN111499824B (zh) 一种用于uv喷墨、色浆的结构化的分散剂及其制备方法
CN111234610B (zh) 一种水性喷墨颜料色浆及其制备方法和应用

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CP03 Change of name, title or address
CP03 Change of name, title or address

Address after: No.9, Lianhe Road, Hongqi Town, Jinwan District, Zhuhai City, Guangdong Province

Patentee after: Zhuhai Zhongmo Technology Co.,Ltd.

Patentee after: Zhuhai Chuanmeixun New Materials Co.,Ltd.

Address before: 519040 comprehensive building, No. 413, Anji Middle Road, Sanzao Science and Technology Industrial Park, Jinwan District, Zhuhai City, Guangdong Province

Patentee before: Zhuhai Zhongmo Technology Co.,Ltd.

Patentee before: TrendVision Electronics Science Technology (Zhuhai) Co.,Ltd.

TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20240401

Address after: 519000, No. 989 Damen Road, Sanzao Town, Jinwan District, Zhuhai City, Guangdong Province

Patentee after: Zhuhai Chuanmeixun New Materials Co.,Ltd.

Country or region after: China

Address before: No.9, Lianhe Road, Hongqi Town, Jinwan District, Zhuhai City, Guangdong Province

Patentee before: Zhuhai Zhongmo Technology Co.,Ltd.

Country or region before: China

Patentee before: Zhuhai Chuanmeixun New Materials Co.,Ltd.