CN112778488A - 一种反应性支化聚氨酯高分子分散剂的制备方法 - Google Patents

一种反应性支化聚氨酯高分子分散剂的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN112778488A
CN112778488A CN202011596245.7A CN202011596245A CN112778488A CN 112778488 A CN112778488 A CN 112778488A CN 202011596245 A CN202011596245 A CN 202011596245A CN 112778488 A CN112778488 A CN 112778488A
Authority
CN
China
Prior art keywords
polyurethane
temperature
dispersant
reaction
pigment
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.)
Pending
Application number
CN202011596245.7A
Other languages
English (en)
Inventor
王潮霞
曾腾超
殷允杰
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.)
Jiangnan University
Original Assignee
Jiangnan University
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 Jiangnan University filed Critical Jiangnan University
Priority to CN202011596245.7A priority Critical patent/CN112778488A/zh
Publication of CN112778488A publication Critical patent/CN112778488A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/65—Low-molecular-weight compounds having active hydrogen with high-molecular-weight compounds having active hydrogen
    • C08G18/66—Compounds of groups C08G18/42, C08G18/48, or C08G18/52
    • C08G18/6666—Compounds of group C08G18/48 or C08G18/52
    • C08G18/667—Compounds of group C08G18/48 or C08G18/52 with compounds of group C08G18/32 or polyamines of C08G18/38
    • C08G18/6674—Compounds of group C08G18/48 or C08G18/52 with compounds of group C08G18/32 or polyamines of C08G18/38 with compounds of group C08G18/3203
    • C08G18/6677—Compounds of group C08G18/48 or C08G18/52 with compounds of group C08G18/32 or polyamines of C08G18/38 with compounds of group C08G18/3203 having at least three hydroxy groups
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/08—Processes
    • C08G18/10—Prepolymer processes involving reaction of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen in a first reaction step
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/2805—Compounds having only one group containing active hydrogen
    • C08G18/2815—Monohydroxy compounds
    • C08G18/2845—Monohydroxy epoxy compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/30—Low-molecular-weight compounds
    • C08G18/32—Polyhydroxy compounds; Polyamines; Hydroxyamines
    • C08G18/3203—Polyhydroxy compounds
    • C08G18/3206—Polyhydroxy compounds aliphatic
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/30—Low-molecular-weight compounds
    • C08G18/32—Polyhydroxy compounds; Polyamines; Hydroxyamines
    • C08G18/3225—Polyamines
    • C08G18/3246—Polyamines heterocyclic, the heteroatom being oxygen or nitrogen in the form of an amino group
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/30—Low-molecular-weight compounds
    • C08G18/32—Polyhydroxy compounds; Polyamines; Hydroxyamines
    • C08G18/3271—Hydroxyamines
    • C08G18/3278—Hydroxyamines containing at least three hydroxy groups
    • C08G18/3281—Hydroxyamines containing at least three hydroxy groups containing three hydroxy groups
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/30—Low-molecular-weight compounds
    • C08G18/34—Carboxylic acids; Esters thereof with monohydroxyl compounds
    • C08G18/348—Hydroxycarboxylic acids
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/40—High-molecular-weight compounds
    • C08G18/48—Polyethers
    • C08G18/4833—Polyethers containing oxyethylene units
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/67—Unsaturated compounds having active hydrogen
    • C08G18/671—Unsaturated compounds having only one group containing active hydrogen
    • C08G18/672—Esters of acrylic or alkyl acrylic acid having only one group containing active hydrogen
    • C08G18/673—Esters of acrylic or alkyl acrylic acid having only one group containing active hydrogen containing two or more acrylate or alkylacrylate ester groups
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06P—DYEING OR PRINTING TEXTILES; DYEING LEATHER, FURS OR SOLID MACROMOLECULAR SUBSTANCES IN ANY FORM
    • D06P1/00—General processes of dyeing or printing textiles, or general processes of dyeing leather, furs, or solid macromolecular substances in any form, classified according to the dyes, pigments, or auxiliary substances employed
    • D06P1/44—General processes of dyeing or printing textiles, or general processes of dyeing leather, furs, or solid macromolecular substances in any form, classified according to the dyes, pigments, or auxiliary substances employed using insoluble pigments or auxiliary substances, e.g. binders
    • D06P1/52—General processes of dyeing or printing textiles, or general processes of dyeing leather, furs, or solid macromolecular substances in any form, classified according to the dyes, pigments, or auxiliary substances employed using insoluble pigments or auxiliary substances, e.g. binders using compositions containing synthetic macromolecular substances
    • D06P1/5264—Macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions involving only unsaturated carbon-to-carbon bonds
    • D06P1/5285—Polyurethanes; Polyurea; Polyguanides
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06P—DYEING OR PRINTING TEXTILES; DYEING LEATHER, FURS OR SOLID MACROMOLECULAR SUBSTANCES IN ANY FORM
    • D06P3/00—Special processes of dyeing or printing textiles, or dyeing leather, furs, or solid macromolecular substances in any form, classified according to the material treated
    • D06P3/58—Material containing hydroxyl groups
    • D06P3/60—Natural or regenerated cellulose

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Polyurethanes Or Polyureas (AREA)

Abstract

本发明公开了一种反应性支化聚氨酯高分子分散剂的制备方法，包含以下步骤：(1)取氟尔酮二异氰酸酯放置于三口烧瓶中，在油浴锅中加热至65～75℃，加入聚乙二醇反应合成聚氨酯预聚体；(2)将温度升高至75～85℃加入2,2‑二羟甲基丙酸进行扩链反应；(3)扩链反应完成后，添加支化结构单体，温度保持在75～85℃，进行支化反应；(4)支化反应结束后，降低温度至50‑60℃，将锚固基团接枝在聚氨酯的末端，保持封端率在50％‑75％；(5)控制温度在50℃，进一步接枝反应性基团，将异氰酸酯基完全封端。本发明在聚氨酯分散剂的基础上将其设计成支化结构，然后在末端引入反应性基团，可以实现自交联的效果，从而达到不添加粘合剂便具有固色的效果。

Description

一种反应性支化聚氨酯高分子分散剂的制备方法
技术领域
本发明属于功能聚氨酯助剂的技术领域，具体涉及一种反应性支化聚氨酯高分子分散剂的制备方法。
背景技术
有机颜料具有光敏性好、透明度高、色饱和度高、对纤维适用性强等优点，在纺织印染行业得到了广泛应用。然而，有机颜料分散性能差、溶解性差，当固体颗粒被引入水性介质时，由于色散力、范德华力、氢键作用力，颜料颗粒容易出现凝聚，因此，为了提高固体颗粒进在水中的效率，增强分散的稳定性，通常会引入分散剂。聚合物分散剂因其突出的分散性和稳定性，在过去几十年受到广泛关注。相对于小分子分散剂，聚合物具有大量锚定基团，增强粒子与分散剂之间的吸附，在颜料颗粒上形成持久的吸附层；并且分散剂结构中的长亲水链提供有效的空间位阻，防止了颜料的絮凝，提高了有机颜料的分散性能。
水性聚氨酯作为一种独特的嵌段共聚物，它的结构中既有柔性链段又有刚性链段，具有高弹性、良好的拉伸强度、较好的的低温柔顺性、良好的耐磨性、良好的耐化学性和良好的加工性能。通过水性聚氨酯作为颜料分散剂具有优异的分散性能。由于聚氨酯具有高反应活性的异氰酸酯基团，它可以与不同极性的单醇反应并形成立体结构，在颜料表面形成足够的空间位阻，提高有机涂料的稳定性。另外，水性聚氨酯是一种相容性高的高分子分散剂，有助于制备高质量要求的颜料色浆。
目前，已有一些水性聚氨酯分散制备方法的报道。专利CN106432681A合成了一种非离子型聚氨酯类水性超分散剂，该分散剂以聚酯多元醇作为锚固基团，以聚乙二醇或聚氧乙烯醚作为亲水链段制备出适用于分散染料体系的嵌段共聚物水性聚氨酯超分散剂。制备的超分散剂对分散染料具有较高的分散效率，分散效果好。专利CN109486285A提出了一种以多元醇为支化单元的超支化聚氨酯分散剂，该聚氨酯分散剂与直链型的聚氨酯分散剂相比将具有更为复杂的支链化结构和更高的分子量,可以更有效的提高颜料粒子间的空间位阻,达到稳定分散的效果。
上述聚氨酯分散剂都具有良好的分散性能，但是印花后仍需要添加粘合剂使织物固着在纤维上，导致纤维手感变差。
发明内容
发明目的：本发明的目的是提供一种具有自交联印花性能的反应性支化聚氨酯高分子分散剂的制备方法。
技术方案：本发明所述的一种反应性支化聚氨酯高分子分散剂的制备方法，包含以下步骤：
(1)取异氟尔酮二异氰酸酯放置于三口烧瓶中，在油浴锅中加热至65～75℃，加入聚乙二醇反应合成聚氨酯预聚体；温度优选70℃；
(2)将温度升高至75～85℃加入2,2-二羟甲基丙酸进行扩链反应；温度优选80℃；
(3)扩链反应完成后，添加支化结构单体，温度保持在80℃以上，进行支化反应；
(4)支化反应结束后，降低温度至50-60℃，将锚固基团接枝在聚氨酯的末端，保持封端率在50％-75％；
(5)控制温度在50℃，进一步接枝反应性基团，将异氰酸酯基完全封端。
优选的，步骤(1)中所述聚乙二醇的分子量为400-1500，优选400-1000、400、1000。
优选的，在步骤(1)的合成过程中，为防止体系过于粘稠，添加适量的溶剂四氢呋喃以防止反应过于剧烈。
优选的，步骤(2)中扩链剂的含量随聚乙二醇的分子量确定，当步骤(1)中所述聚乙二醇的分子量为1000-1500时，步骤(2)中不添加亲水性扩链剂；因为不添加亲水性扩链剂即可满足分散剂在水中的溶解度要求。
优选的，整个过程中，控制异佛为保证支化聚氨酯的分子量分布范围，称取1～2g支化单元溶于四氢呋喃，通过恒压漏斗进行滴定添加。并保证搅拌速度在300r/min以上。尔酮二异氰酸酯、聚乙二醇以及2,2-二羟甲基丙酸三者中，-NCO/-OH的摩尔比值为1:2。并添加1～2滴催化剂二月桂酸二丁基锡保证反应充分进行。
优选的，在整体反应结束后，用三乙胺对2,2-二羟甲基丙酸进行中和反应，中和度100％，以实现羧基离子化，保证分散剂在水中的溶解度。
优选的，步骤(3)中所述支化结构单体为三羟甲基丙烷、三羟甲基氨基甲烷或者二乙醇胺。
优选的，步骤(4)中所述锚固基团为含氮杂环类，包括1-(3-氨基丙基)咪唑和N-(3-氨丙基)吗啉。
根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(5)中所述反应性基团为环氧丙醇(热交联)或季戊四醇三丙烯酸酯(光交联)，若反应基团为季戊四醇三丙烯酸酯，合成过程添加0.5wt％的对苯二酚阻聚剂。
一种利用上述制备方法得到的分散剂在制备颜料色浆中的应用，其特征在于，其操作方法如下：
(1)将合成的分散剂真空旋蒸，去除溶剂，其旋蒸真空度为0.9-1Mpa，温度50℃；
(2)将分散剂均匀分散在水中，添加一定量的颜料颗粒，其中分散剂的含量约占颜料重量的1/4，充分润湿并搅拌均匀后，加入锆珠进行研磨处理。
优选的，步骤(2)中，所述锆珠添加量为色浆体系重量的2倍，研磨时间为2h，转速为4000rpm以上。
优选的，为保证充分研磨，部分去离子水在研磨结束后添加。
制备原理：支链聚氨酯与线性聚氨酯的区别在于其大量的末端端官能团。支链聚氨酯上的官能团对其理化性质有显著影响，可以通过对其进行不同方向的改性来调整其反应性、粘度、相容性和溶解度等性能。研究发现含氮端基杂环聚氨酯对有机颜料具有显著的锚固性能，较长的溶剂化段可以形成溶剂化层，防止颜料聚集。支化结构不会影响聚氨酯链的柔软度和柔韧性，获得柔软的手感，可用于纺织印花粘合剂。若将活性环氧基团引入支链聚氨酯中，环氧基团会在进行开环反应，水解成羟基。开环反应中形成的羟基在高温下与交联剂交联，形成交联网状结构。同时，纤维素纤维织物上有相当多的羟基，它们与交联剂中环氧基生成的羟基发生反应；若将丙烯酸基团引入到聚氨酯中，通过紫外光照条件下，双键进行聚合，以达到粘合剂的效果。
有益效果：本发明和现有技术相比，具有如下显著性特点：
(1)本发明的分散剂相对于普通的聚合物分散剂，由于支化分散剂结构特殊，其具有更强的位阻限制，在大量的颜料微粒表面可形成更加稳定的吸附层，并且支化高分子链段溶解和伸展更强，位阻稳定作用得到加强。
(2)本发明的超支化结构分散剂具有更多的锚固集团，与颜料的吸附作用更加紧密，不同于单点锚固，超支化分散剂由于其更多的锚固集团，即使某些锚固集团从颜料表面脱落，还有更多的锚固集基团吸附在颜料颗粒表面，不会造成分散剂整体的解吸，更加有助于形成耐久吸附层。
(3)本发明的超支化分散剂与线形分散剂相比，由于结构的不同，使其在许多性能方面存在明显的不同。与相同分子量的线形高分子比较，超支化高分子分散剂在同样浓度下的粘度要低得多。流体的粘度来源于分子间的内摩擦。超支化高分子的分子尺寸小，存在大量的短支链，以及分子链之间无缠绕使得分子间相互作用力小，因而粘度较低；超支化高分子在溶剂中的溶解度比线形高分子要大，原因是超支化高分子的端基多，使得分子的熵比较大，因而有利于溶解、熔融。这些使得超支化分散剂制备的色浆具有更低的粘度和更好的分散性能。
(4)本发明的分散剂由于其末端含有较多的反应基团，可通过反应性基团自身交联反应，将织物固着在纤维表面，从而无需添加粘合剂便可以达到固色的效果，可以显著提高印花织物的手感，提高颜料的应用性能。
附图说明
图1为实施例1中颜料色浆的粒径及粒径分布；
图2为实施例2中颜料色浆的粒径及粒径分布；
图3为实施例1中颜料色浆的储存稳定性。
具体实施方式
为进一步了解本发明的内容，结合附图及实施例对本发明作详细描述。
实施例1
(1)在三口烧瓶加入10.5g的异氟尔酮二异氰酸酯30g溶剂四氢呋喃，将温度升温至70℃，缓慢加入30g聚乙二醇1000与异氟尔酮二异氰酸酯在70℃进行预聚2h，合成水性聚氨酯预聚体。此过程添加3～4滴DBTDL作为反应催化剂。
(2)将温度进一步提高到80℃，称取1.6g三羟甲基丙烷溶于20g四氢呋喃，滴加于反应体系中，与聚氨酯预聚体进行支化反应4h。
(3)然后将体系冷却到60℃，称取2.5g的1-(3-氨丙基)吗啉作为锚固基团在70℃条件下反应2h接枝到支化聚氨酯末端。
(4)将反应性基团环氧丙醇1g于50℃接枝到聚氨酯末端，合成反应性支化聚氨酯分散剂，其状态为微黄色溶液。
将合成聚氨酯分散剂真空旋蒸，去除溶剂，其旋蒸真空度为0.9-1Mpa，温度50℃。将6g的分散剂均匀分散在水中，添加颜料25g颜料蓝15:3，充分润湿并搅拌均匀后，加入锆珠进行研磨处理。
实施例2
(1)在三口烧瓶加入13.3g的异氟尔酮二异氰酸酯与30g溶剂四氢呋喃，将温度升温至70℃，缓慢加入2g聚乙二醇400与异氟尔酮二异氰酸酯在70℃进行预聚2h。
(2)反应完成后添加亲水性扩链剂2,2-二羟甲基丙酸3.4g进行扩链反应，合成水性聚氨酯预聚体，此过程添加3～4滴DBTDL作为反应催化剂。
(3)将温度进一步提高到80℃，称取1.2g三羟甲氨基甲烷溶于20g四氢呋喃，滴加于反应体系中，与聚氨酯聚体进行支化反应4h。
(4)然后将体系冷却到50℃，称取2.5g的1-(3-氨丙基)吗啉作为锚固基团在70℃条件下反应2h接枝到支化聚氨酯末端。
(5)最后将反应性季戊四醇三丙烯酸酯4.0g于50℃接枝到聚氨酯末端。添加三乙胺在40℃条件下中和羧酸反应40分钟，中和度为100％。
将合成聚氨酯分散剂真空旋蒸，去除溶剂，其旋蒸真空度为0.9-1Mpa，温度50℃。将8g的分散剂均匀分散在水中，添加颜料30g颜料蓝15:3，充分润湿并搅拌均匀后，加入锆珠进行研磨处理。
将样品进行以下项目的测试，测试方法如下：
分散体粒径分布
将色浆用水稀释一定倍数后，装入粒径测定皿中，25℃下平衡2min，采用Nano-ZS90型纳米激光粒度仪测试其平均粒径及粒径分布指数，所测平均粒径为基于光强度的平均粒径，每个数据为测试3次的平均值。
储存稳定性
将色浆储存在50℃的Minni Thermo 350电热鼓风干燥箱中，每放置一天测试色浆平均粒径和粘度的变化，记录5天的变化情况。
印花牢度
耐摩擦牢度按GB/T 3920-2008《纺织品色牢度试验耐摩擦色牢度》测定，测试时，将涂层织物固定在摩擦仪上，垂直压力9N，往复10次。湿摩擦测试中涂层织物含水率为65％，摩擦试验后，用灰色样卡评定摩擦牢度级别。皂洗牢度参照GB/T 3921-2008《纺织品色牢度试验耐皂洗色牢度》测定。
如图1表明，通过反应和性聚氨酯分散剂研磨颜料色浆的平均粒径在200nm以下，并且95％以上的粒径范围在500nm以下，粒径分布范围较小。粒径分布只有一个峰，说明粒径分布较为均匀，PDI指数也在0.1左右。
如图2表明，颜料色浆高温储存5天平均粒径由187nm增加至205nm，变化18nm左右，粒径变化率在10％以下，色浆的粘度变化也在5mPa·s以下，这表明超支化聚氨酯分散剂具有优秀的分散稳定性能。
如表1，未添加粘合剂直接使用该颜料色浆进行印花，水洗牢度在4级左右，摩擦牢度也在3级以上，这表明反应性超支化聚氨酯分散剂能够改变传统的印花方式，不添加粘合剂便能够达到固色的效果。
表1为实施例1和实施例2中颜料色浆的印花牢度
Figure BDA0002868283370000051

Claims (10)

1.一种反应性支化聚氨酯高分子分散剂的制备方法，其特征在于，包含以下步骤：
(1)取异氟尔酮二异氰酸酯放置于三口烧瓶中，在油浴锅中加热至65～75℃，加入聚乙二醇反应合成聚氨酯预聚体；
(2)将温度升高至75～85℃加入2,2-二羟甲基丙酸进行扩链反应；
(3)扩链反应完成后，添加支化结构单体，温度保持在75～85℃，进行支化反应；
(4)支化反应结束后，降低温度至50-60℃，将锚固基团接枝在聚氨酯的末端，保持封端率在50％-75％；
(5)控制温度在50℃，进一步接枝反应性基团，将异氰酸酯基完全封端。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述聚乙二醇的分子量为400-1500，整个体系中溶剂为四氢呋喃。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，当步骤(1)中，所述聚乙二醇的分子量为1000-1500时，步骤(2)中不添加亲水性扩链剂。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)和(2)中，控制异佛尔酮二异氰酸酯、聚乙二醇以及2,2-二羟甲基丙酸三者中，-NCO/-OH的摩尔比值为1：2。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在整体反应结束后，用三乙胺对2,2-二羟甲基丙酸进行中和反应，中和度100％。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中所述支化结构单体为三羟甲基丙烷、三羟甲基氨基甲烷或者二乙醇胺，其摩尔量为异氟尔酮二异氰酸酯的1/6-1/4。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(4)中所述锚固基团为含氮杂环类，包括1-(3-氨基丙基)咪唑和N-(3-氨丙基)吗啉。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(5)中所述反应性基团为环氧丙醇或季戊四醇三丙烯酸酯。
9.一种利用权利要求1-8所述制备方法得到的分散剂在制备颜料色浆中的应用。
10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，其操作方法如下：
(1)将合成的分散剂真空旋蒸，去除溶剂，其旋蒸真空度为0.9-1Mpa，温度50℃；
(2)将步骤(1)处理得到的分散剂均匀分散在水中，添加需要分散的颜料颗粒，分散剂为颜料质量的1/4，充分润湿并搅拌均匀后，加入锆珠进行研磨处理，得到颜料色浆。
CN202011596245.7A 2020-12-29 2020-12-29 一种反应性支化聚氨酯高分子分散剂的制备方法 Pending CN112778488A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011596245.7A CN112778488A (zh) 2020-12-29 2020-12-29 一种反应性支化聚氨酯高分子分散剂的制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011596245.7A CN112778488A (zh) 2020-12-29 2020-12-29 一种反应性支化聚氨酯高分子分散剂的制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN112778488A true CN112778488A (zh) 2021-05-11

Family

ID=75751361

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011596245.7A Pending CN112778488A (zh) 2020-12-29 2020-12-29 一种反应性支化聚氨酯高分子分散剂的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112778488A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114621413A (zh) * 2022-04-08 2022-06-14 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
CN115433340A (zh) * 2022-09-26 2022-12-06 山东安然纳米实业发展有限公司 一种光固化功能浆料的制备方法、功能纤维的制备方法及功能纤维

Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6506899B1 (en) * 1999-08-09 2003-01-14 E. I. Du Pont De Nemours And Company Pigment dispersants formed by reacting an isocyanate with a poly (ethylene glycol) alkyl ether, a polyester or polyester or polyacrylate and a diamine
US20070142546A1 (en) * 2005-12-16 2007-06-21 Ittel Steven D Pigment dispersions containing aminated acrylic macromonomer dispersant
JP2007269873A (ja) * 2006-03-30 2007-10-18 Toyo Ink Mfg Co Ltd 分岐ウレタン樹脂分散剤とその製造方法、及びそれを用いた顔料組成物
CN101228201A (zh) * 2005-06-07 2008-07-23 路博润高级材料公司 含反应性双键的聚氨酯基颜料分散剂
CN101412799A (zh) * 2007-10-15 2009-04-22 赢创德固赛有限责任公司 亲水化高度支化聚氨酯
US20100093926A1 (en) * 2005-06-07 2010-04-15 Lubrizol Advanced Materials, Inc. Polyurethane Based Pigment Dispersants Which Contain Reactive Double Bonds
CN101806001A (zh) * 2010-03-25 2010-08-18 东华大学 纺织品涂料印花色浆用聚氨酯高分子分散剂的制备方法
CN102352011A (zh) * 2011-08-12 2012-02-15 安徽大学 一种超支化水性聚氨酯的制备方法
US20120071593A1 (en) * 2009-06-19 2012-03-22 Agfa Graphics Nv Polymeric dispersants and non-aqueous dispersions
CN102498143A (zh) * 2009-09-09 2012-06-13 爱克发-格法特公司 超支化聚合物分散剂和非水性颜料分散体
CN102658057A (zh) * 2012-04-16 2012-09-12 王志军 一种新型聚氨酯分散剂及其制备方法
US20140011941A1 (en) * 2011-04-25 2014-01-09 E I Du Pont De Nemours And Company Method of preparing encapsulated pigment dispersions which include polyurethane dispersions
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
CN110156953A (zh) * 2019-05-29 2019-08-23 苏州大学 一种用于活性染料的固色剂及其制备方法

Patent Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6506899B1 (en) * 1999-08-09 2003-01-14 E. I. Du Pont De Nemours And Company Pigment dispersants formed by reacting an isocyanate with a poly (ethylene glycol) alkyl ether, a polyester or polyester or polyacrylate and a diamine
CN101228201A (zh) * 2005-06-07 2008-07-23 路博润高级材料公司 含反应性双键的聚氨酯基颜料分散剂
US20100093926A1 (en) * 2005-06-07 2010-04-15 Lubrizol Advanced Materials, Inc. Polyurethane Based Pigment Dispersants Which Contain Reactive Double Bonds
US20070142546A1 (en) * 2005-12-16 2007-06-21 Ittel Steven D Pigment dispersions containing aminated acrylic macromonomer dispersant
JP2007269873A (ja) * 2006-03-30 2007-10-18 Toyo Ink Mfg Co Ltd 分岐ウレタン樹脂分散剤とその製造方法、及びそれを用いた顔料組成物
CN101412799A (zh) * 2007-10-15 2009-04-22 赢创德固赛有限责任公司 亲水化高度支化聚氨酯
US20120071593A1 (en) * 2009-06-19 2012-03-22 Agfa Graphics Nv Polymeric dispersants and non-aqueous dispersions
CN102498143A (zh) * 2009-09-09 2012-06-13 爱克发-格法特公司 超支化聚合物分散剂和非水性颜料分散体
US20120147086A1 (en) * 2009-09-09 2012-06-14 Agfa-Gevaert N.V. Hyperbranched polymeric dispersants and non-aqueous pigment dispersions
CN101806001A (zh) * 2010-03-25 2010-08-18 东华大学 纺织品涂料印花色浆用聚氨酯高分子分散剂的制备方法
US20140011941A1 (en) * 2011-04-25 2014-01-09 E I Du Pont De Nemours And Company Method of preparing encapsulated pigment dispersions which include polyurethane dispersions
CN102352011A (zh) * 2011-08-12 2012-02-15 安徽大学 一种超支化水性聚氨酯的制备方法
CN102658057A (zh) * 2012-04-16 2012-09-12 王志军 一种新型聚氨酯分散剂及其制备方法
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
CN110156953A (zh) * 2019-05-29 2019-08-23 苏州大学 一种用于活性染料的固色剂及其制备方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
TENGCHAO ZENG ET.AL: "Synthesis of reactive self-adhesive branched polyurethane dispersant for textile pigment printing", 《J APPL POLYM SCI.》 *
曾腾超等: "光固型支化聚氨酯分散剂的合成", 《精细化工》 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114621413A (zh) * 2022-04-08 2022-06-14 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
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
CN115433340A (zh) * 2022-09-26 2022-12-06 山东安然纳米实业发展有限公司 一种光固化功能浆料的制备方法、功能纤维的制备方法及功能纤维
CN115433340B (zh) * 2022-09-26 2023-12-22 山东安然纳米实业发展有限公司 一种光固化功能浆料的制备方法、功能纤维的制备方法及功能纤维

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN112778488A (zh) 一种反应性支化聚氨酯高分子分散剂的制备方法
CN108912296B (zh) 一种交联型水性聚氨酯及其制备方法
CN107955129B (zh) 一种仿活性涂料印花用交联剂及其制备方法
CN112694591A (zh) 一种硅烷偶联剂改性无溶剂水性聚氨酯的制备方法
CN109456459B (zh) 一种提高水性聚氨酯耐水或耐溶剂性的方法
CN111154059B (zh) 一种环氧树脂改性聚醚胺增强水性聚氨酯乳液及制备方法
Mao et al. Anthraquinone chromophore covalently bonded blocked waterborne polyurethanes: synthesis and application
Mao et al. Synthesis of blocked and branched waterborne polyurethanes for pigment printing applications
CN106893065A (zh) 一种固色用水性聚氨酯分散体、制备方法及其应用
CN111925642A (zh) 自修复碳纳米管-阳离子水性聚氨酯电磁屏蔽复合材料的制备方法
CN110862506A (zh) 一种水性聚氨酯底涂剂的合成方法
CN112175165B (zh) 一种湿摩擦牢度提升剂的制备方法
CN113338051A (zh) 一种高r值无溶剂水性聚氨酯超纤合成革的制备方法
CN105017862A (zh) 一种高性能颜料墨水及其制备方法
CN112341597A (zh) 一种水性聚氨酯湿摩擦牢度提升剂的制备方法
CN106893042A (zh) 一种环保型聚醚有机硅改性聚氨酯及其制备方法
CN110862508B (zh) 三嗪基含氟扩链剂改性聚氨酯乳液的制备方法
CN106758387B (zh) 一种环保无甲醛耐氯棉用固色剂
CN112225877A (zh) 一种三官能度异氰酸酯改性聚氨酯增稠剂及其制备方法
CN115073703B (zh) 一种紫外光固化水性着色剂、其制备方法与应用
CN110606928B (zh) 一种基于咔唑的荧光水性聚氨酯的合成方法
CN113929850B (zh) 一种水性聚氨酯上浆剂及其制备方法和应用
CN111087571A (zh) 一种耐溶剂稀释型聚氨酯油墨连接料及其制备方法与应用
CN115029055B (zh) 一种耐候改性聚氨酯防水涂料及其制备方法
CN112521581B (zh) 一种合成革用水性聚氨酯面层树脂及其制备方法及应用

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
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20210511