CN113583505A - 一种低泡涂料分散润湿剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于涂料助剂的技术领域，尤其涉及一种低泡涂料分散润湿剂，其特征在于，包括如下原料：二甲氨基丙胺/2‑(全氟丁基)乙基甲基丙烯酸酯改性[3‑[4‑[3‑(羟基甲基)环氧乙烷‑2‑基]丁‑1，3‑二炔基]环氧乙烷‑2‑基]甲醇、异佛尔酮二异氰酸酯、1，3‑二(3‑羟基丙基)‑1，1，3，3‑四甲基二硅氧烷、4‑(2‑三羟基硅基乙基)苯磺酸、丙二醇聚氧乙烯醚、环氧氯丙烷。本发明还包括低泡涂料分散润湿剂的制备方法。本发明提供一种起泡性低且对涂料具有超铺展效果和分散稳定作用的低泡涂料分散润湿剂。

Description

一种低泡涂料分散润湿剂及其制备方法
技术领域
本发明属于涂料助剂的技术领域，尤其涉及一种低泡涂料分散润湿剂及其制备方法。
背景技术
随着科技的发展和人们对环保要求的提高，水性胶粘剂、水性涂料走向舞台，开始逐渐替代溶剂型胶粘剂和涂料。水性胶粘剂和水性涂料均以水作为分散介质，避免了大量危害人体和环境的溶剂，节约了社会资源，为可持续发展做出了不可磨灭的贡献。涂料中的固体成分如颜料和填料占据着重要的组成部分，它们在水性体系中的分散稳定程度决定了涂料的优劣性能。颜料进入涂料体系的过程主要分为三个步骤:润湿、分散和稳定。仅借助于机械剪切力很难达到最优化的分散及稳定效果。
水性聚氨酯是通过在聚氨酯分子链中引入一定的亲水性基团，使聚氨酯分子链具有水溶性进而分散于连续水介质中而得到的一种水溶性高分子聚合物。水性聚氨酯作为一种环境友好型的绿色高分子材料，它保留了溶剂型聚氨酯的大部分优良性能，但因其易亲水且其分子量与溶剂型聚氨酯相比还是偏低，导致它的润湿性较差，难以满足实际应用的要求。
同时，由于水的表面张力较高(72mN/m)，常规的分散剂难以润湿大部分基材，在实际应用中，人们常常添加具有润湿剂或具有润湿作用的润湿分散剂，以促进体系对基材的润湿。但市面上常见的润湿剂有小分子润湿剂、改性聚醚润湿剂和有机硅润湿剂，对基材均有一定的润湿效果，有机硅润湿剂更是由于极低的表面张力，某些优化的结构可达超铺展效果；但由于润湿剂的添加，在使用过程中的扰动和分散等造成泡沫较多，需要额外加入消泡剂来消除泡沫，增加了操作步骤和生产成本。炔二醇类润湿剂由于炔基的吸电子结构特点决定了其起泡性较低，但一方面由于炔二醇中疏水基团炔基表面张力较高(约30mN/m)，另一方面，亲水基团占比较高，与水性体系的相容性太好，在体系中的临界胶束浓度(CMC)偏高，因此，实际应用中，炔二醇润湿剂的使用量难以达到超铺展效果。
基于以上情况，开发一种起泡性低且对涂料具有超铺展效果和分散稳定作用的低泡涂料分散润湿剂是很有必要的。
发明内容
为了解决现有涂料中的颜料和填料无很好的分散程度、水性聚氨酯分散剂润湿性差，润湿剂难以达到超铺展效果，以及润湿剂在使用过程中的扰动和分散等造成泡沫较多的技术问题，本发明提供一种起泡性低且对涂料具有超铺展效果和分散稳定作用的低泡涂料分散润湿剂。为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种低泡涂料分散润湿剂，其特征在于，包括如下原料：二甲氨基丙胺/2-(全氟丁基)乙基甲基丙烯酸酯改性[3-[4-[3-(羟基甲基)环氧乙烷-2-基]丁-1，3-二炔基]环氧乙烷-2-基]甲醇、异佛尔酮二异氰酸酯、1，3-二(3-羟基丙基)-1，1，3，3-四甲基二硅氧烷、4-(2-三羟基硅基乙基)苯磺酸、丙二醇聚氧乙烯醚、环氧氯丙烷。
更进一步的，所述二甲氨基丙胺/2-(全氟丁基)乙基甲基丙烯酸酯改性[3-[4-[3-(羟基甲基)环氧乙烷-2-基]丁-1，3-二炔基]环氧乙烷-2-基]甲醇的制备方法，包括如下步骤：将二甲氨基丙胺和2-(全氟丁基)乙基甲基丙烯酸酯加入二氯甲烷中，氮气保护，加入三乙胺，在40-50℃条件下，反应6-8h，浓缩，得到中间体A，将中间体A缓慢加入[3-[4-[3-(羟基甲基)环氧乙烷-2-基]丁-1，3-二炔基]环氧乙烷-2-基]甲醇和丙二醇甲醚中，在60-80℃条件下，反应6-10h，浓缩，得到二甲氨基丙胺/2-(全氟丁基)乙基甲基丙烯酸酯改性[3-[4-[3-(羟基甲基)环氧乙烷-2-基]丁-1，3-二炔基]环氧乙烷-2-基]甲醇。
更进一步的，所述二甲氨基丙胺、2-(全氟丁基)乙基甲基丙烯酸酯和[3-[4-[3-(羟基甲基)环氧乙烷-2-基]丁-1，3-二炔基]环氧乙烷-2-基]甲醇的摩尔比为(4-6)：(2.2-2.4)：1。
更进一步的，所述丙二醇聚氧乙烯醚为分子量为800-1000的不封端丙二醇聚氧乙烯醚。
更进一步的，一种低泡涂料分散润湿剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤I，中间体B的制备：将异佛尔酮二异氰酸酯加入二甲氨基丙胺/2-(全氟丁基)乙基甲基丙烯酸酯改性[3-[4-[3-(羟基甲基)环氧乙烷-2-基]丁-1，3-二炔基]环氧乙烷-2-基]甲醇中，氮气保护，在80-100℃条件下，反应2-4h，冷却至30-50℃，加入1，3-二(3-羟基丙基)-1，1，3，3-四甲基二硅氧烷、4-(2-三羟基硅基乙基)苯磺酸和丙酮，升温至70-90℃，反应1-2h，冷却至30-50℃，加入辛酸亚锡和二月桂酸二丁基锡，升温至70-90℃，反应3-5h，冷却至30-50℃，加入丙二醇聚氧乙烯醚，升温至70-90℃，反应3-5h，浓缩，得到中间体B；
步骤II，聚氨酯预聚体的制备：将经过所述步骤I得到的中间体B中加入环氧氯丙烷和异丙醇，在100-120℃条件下回流反应5-7h，冷却至室温，浓缩，加入四氢呋喃和质量分数为30％的氢氧化钠溶液，在30-50℃条件下，反应3-5h，加入盐酸溶液，并调节pH至中性，浓缩，得到聚氨酯预聚体；
步骤III，低泡涂料分散润湿剂的制备：将经过所述步骤II得到的聚氨酯预聚体中加入水，高速剪切分散10-20min，得到低泡涂料分散润湿剂。
更进一步的，所述步骤I中异佛尔酮二异氰酸酯、二甲氨基丙胺/2-(全氟丁基)乙基甲基丙烯酸酯改性[3-[4-[3-(羟基甲基)环氧乙烷-2-基]丁-1，3-二炔基]环氧乙烷-2-基]甲醇、1，3-二(3-羟基丙基)-1，1，3，3-四甲基二硅氧烷、4-(2-三羟基硅基乙基)苯磺酸和丙二醇聚氧乙烯醚的质量比为(2.9-1)：1：(1.05-1.1)：(1.15-1.17)：(8-10)。
更进一步的，所述步骤II中中间体B和环氧氯丙烷的质量比为(60-70)：1。
更进一步的，所述步骤III中所述低泡涂料分散润湿剂的固含为24-26％。
本发明的有益效果体现在以下几个方面：
1.本发明将二甲氨基丙胺上的氨基和2-(全氟丁基)乙基甲基丙烯酸酯上的双键发生迈克尔加成反应，使得二甲氨基丙胺通过仲胺连接在2-(全氟丁基)乙基甲基丙烯酸酯上，得到中间体A，中间体A上的仲胺再与[3-[4-[3-(羟基甲基)环氧乙烷-2-基]丁-1，3-二炔基]环氧乙烷-2-基]甲醇上两端的环氧基发生反应，环氧基的一端生成羟基，一端连接中间体A，得到具有两个炔基以及二炔基两端分别连接有两个羟基、含氟碳链和两个叔胺的二甲氨基丙胺/2-(全氟丁基)乙基甲基丙烯酸酯改性[3-[4-[3-(羟基甲基)环氧乙烷-2-基]丁-1，3-二炔基]环氧乙烷-2-基]甲醇。
2.本发明将二甲氨基丙胺/2-(全氟丁基)乙基甲基丙烯酸酯改性[3-[4-[3-(羟基甲基)环氧乙烷-2-基]丁-1，3-二炔基]环氧乙烷-2-基]甲醇上的四个羟基和异佛尔酮二异氰酸酯上的一个异氰酸酯基发生反应，另一个异氰酸酯基与1，3-二(3-羟基丙基)-1，1，3，3-四甲基二硅氧烷上的羟基反应，1，3-二(3-羟基丙基)-1，1，3，3-四甲基二硅氧烷上的另一个羟基再与异佛尔酮二异氰酸酯上的一个异氰酸酯基发生反应，另一个异氰酸酯基再与4-(2-三羟基硅基乙基)苯磺酸上的羟基发生反应，另一个羟基再与异佛尔酮二异氰酸酯上的一个异氰酸酯基发生反应，另一个异氰酸酯基与不封端的丙二醇聚醚上的一个羟基发生反应，得到中间体B。
3.中间体B上的叔胺与环氧氯丙烷反应，使得中间体B含有环氧基和季铵盐基团，其上的环氧基再与中间体B上的一个羟基发生反应，得到具有交联结构的聚氨酯预聚体，聚氨酯预聚体再与水剪切，得到低泡涂料分散润湿剂。
4.聚氨酯预聚体含有的聚醚链、磺酸基、羟基、季铵盐基团增加了异佛尔酮二异氰酸酯的亲水性，双炔基、Si-O-Si、C-Si、含氟碳链、苯基、酯基增加了异佛尔酮二异氰酸酯的疏水性，异佛尔酮二异氰酸酯既具有良好的水溶性和酯溶性，使得颜料和填料具有良好的分散作用；聚氨酯预聚体上的双炔基与相邻的烃基形成刚性很强的直线型疏水结构，易在液体表面迅速形成较为致密的刚性有序排布，降低液体的表面张力，对泡沫有很强的破坏作用，且交联结构、Si-O-Si、C-Si、含氟碳链、苯基、酯基进一步降低了双炔基的动态和静态表面张力，使得聚氨酯预聚体在基材表面具有超铺展效果和消泡作用，聚氨酯预聚体的消泡作用使得聚氨酯预聚体具有低泡作用，涂料制作过程中无需额外加入消泡剂来消除扰动和分散造成的泡沫。
具体实施方式
为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，并使本发明的上述特征、目的以及优点更加清晰易懂，下面结合实施例对本发明做进一步的说明。实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
本发明下述实施例中所使用的原料均为商业购买。
实施例1
一种低泡涂料分散润湿剂，其特征在于，包括如下原料：二甲氨基丙胺/2-(全氟丁基)乙基甲基丙烯酸酯改性[3-[4-[3-(羟基甲基)环氧乙烷-2-基]丁-1，3-二炔基]环氧乙烷-2-基]甲醇、异佛尔酮二异氰酸酯、1，3-二(3-羟基丙基)-1，1，3，3-四甲基二硅氧烷、4-(2-三羟基硅基乙基)苯磺酸、丙二醇聚氧乙烯醚、环氧氯丙烷。
更进一步的，所述二甲氨基丙胺/2-(全氟丁基)乙基甲基丙烯酸酯改性[3-[4-[3-(羟基甲基)环氧乙烷-2-基]丁-1，3-二炔基]环氧乙烷-2-基]甲醇的制备方法，包括如下步骤：将二甲氨基丙胺和2-(全氟丁基)乙基甲基丙烯酸酯加入二氯甲烷中，氮气保护，加入三乙胺，在40℃条件下，反应6h，浓缩，得到中间体A，将中间体A缓慢加入[3-[4-[3-(羟基甲基)环氧乙烷-2-基]丁-1，3-二炔基]环氧乙烷-2-基]甲醇和丙二醇甲醚中，在60℃条件下，反应6h，浓缩，得到二甲氨基丙胺/2-(全氟丁基)乙基甲基丙烯酸酯改性[3-[4-[3-(羟基甲基)环氧乙烷-2-基]丁-1，3-二炔基]环氧乙烷-2-基]甲醇。
更进一步的，所述二甲氨基丙胺、2-(全氟丁基)乙基甲基丙烯酸酯和[3-[4-[3-(羟基甲基)环氧乙烷-2-基]丁-1，3-二炔基]环氧乙烷-2-基]甲醇的摩尔比为4：2.2：1。
更进一步的，所述丙二醇聚氧乙烯醚为分子量为800～1000的不封端丙二醇聚氧乙烯醚。
更进一步的，一种低泡涂料分散润湿剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤I，中间体B的制备：将异佛尔酮二异氰酸酯加入二甲氨基丙胺/2-(全氟丁基)乙基甲基丙烯酸酯改性[3-[4-[3-(羟基甲基)环氧乙烷-2-基]丁-1，3-二炔基]环氧乙烷-2-基]甲醇中，氮气保护，在80℃条件下，反应2h，冷却至30℃，加入1，3-二(3-羟基丙基)-1，1，3，3-四甲基二硅氧烷、4-(2-三羟基硅基乙基)苯磺酸和丙酮，升温至70℃，反应1h，冷却至30℃，加入辛酸亚锡和二月桂酸二丁基锡，升温至70℃，反应3h，冷却至30℃，加入丙二醇聚氧乙烯醚，升温至70℃，反应3h，浓缩，得到中间体B；
步骤II，聚氨酯预聚体的制备：将经过所述步骤I得到的中间体B中加入环氧氯丙烷和异丙醇，在100℃条件下回流反应5h，冷却至室温，浓缩，加入四氢呋喃和质量分数为30％的氢氧化钠溶液，在30℃条件下，反应3h，加入盐酸溶液，并调节pH至中性，浓缩，得到聚氨酯预聚体；
步骤III，低泡涂料分散润湿剂的制备：将经过所述步骤II得到的聚氨酯预聚体中加入水，高速剪切分散10min，得到低泡涂料分散润湿剂。
更进一步的，所述步骤I中异佛尔酮二异氰酸酯、二甲氨基丙胺/2-(全氟丁基)乙基甲基丙烯酸酯改性[3-[4-[3-(羟基甲基)环氧乙烷-2-基]丁-1，3-二炔基]环氧乙烷-2-基]甲醇、1，3-二(3-羟基丙基)-1，1，3，3-四甲基二硅氧烷、4-(2-三羟基硅基乙基)苯磺酸和丙二醇聚氧乙烯醚的质量比为2.9：1：1.05：1.15：8。
更进一步的，所述步骤II中中间体B和环氧氯丙烷的质量比为60：1。
更进一步的，所述步骤III中所述低泡涂料分散润湿剂的固含为24％。
实施例2
一种低泡涂料分散润湿剂，其特征在于，包括如下原料：二甲氨基丙胺/2-(全氟丁基)乙基甲基丙烯酸酯改性[3-[4-[3-(羟基甲基)环氧乙烷-2-基]丁-1，3-二炔基]环氧乙烷-2-基]甲醇、异佛尔酮二异氰酸酯、1，3-二(3-羟基丙基)-1，1，3，3-四甲基二硅氧烷、4-(2-三羟基硅基乙基)苯磺酸、丙二醇聚氧乙烯醚、环氧氯丙烷。
更进一步的，所述二甲氨基丙胺/2-(全氟丁基)乙基甲基丙烯酸酯改性[3-[4-[3-(羟基甲基)环氧乙烷-2-基]丁-1，3-二炔基]环氧乙烷-2-基]甲醇的制备方法，包括如下步骤：将二甲氨基丙胺和2-(全氟丁基)乙基甲基丙烯酸酯加入二氯甲烷中，氮气保护，加入三乙胺，在42℃条件下，反应6.5h，浓缩，得到中间体A，将中间体A缓慢加入[3-[4-[3-(羟基甲基)环氧乙烷-2-基]丁-1，3-二炔基]环氧乙烷-2-基]甲醇和丙二醇甲醚中，在65℃条件下，反应7h，浓缩，得到二甲氨基丙胺/2-(全氟丁基)乙基甲基丙烯酸酯改性[3-[4-[3-(羟基甲基)环氧乙烷-2-基]丁-1，3-二炔基]环氧乙烷-2-基]甲醇。
更进一步的，所述二甲氨基丙胺、2-(全氟丁基)乙基甲基丙烯酸酯和[3-[4-[3-(羟基甲基)环氧乙烷-2-基]丁-1，3-二炔基]环氧乙烷-2-基]甲醇的摩尔比为4.5：2.25：1。
更进一步的，所述丙二醇聚氧乙烯醚为分子量为800～900的不封端丙二醇聚氧乙烯醚。
更进一步的，一种低泡涂料分散润湿剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤I，中间体B的制备：将异佛尔酮二异氰酸酯加入二甲氨基丙胺/2-(全氟丁基)乙基甲基丙烯酸酯改性[3-[4-[3-(羟基甲基)环氧乙烷-2-基]丁-1，3-二炔基]环氧乙烷-2-基]甲醇中，氮气保护，在85℃条件下，反应2.5h，冷却至35℃，加入1，3-二(3-羟基丙基)-1，1，3，3-四甲基二硅氧烷、4-(2-三羟基硅基乙基)苯磺酸和丙酮，升温至75℃，反应1.2h，冷却至35℃，加入辛酸亚锡和二月桂酸二丁基锡，升温至75℃，反应3.5h，冷却至35℃，加入丙二醇聚氧乙烯醚，升温至75℃，反应3.5h，浓缩，得到中间体B；
步骤II，聚氨酯预聚体的制备：将经过所述步骤I得到的中间体B中加入环氧氯丙烷和异丙醇，在105℃条件下回流反应5.5h，冷却至室温，浓缩，加入四氢呋喃和质量分数为30％的氢氧化钠溶液，在35℃条件下，反应3.5h，加入盐酸溶液，并调节pH至中性，浓缩，得到聚氨酯预聚体；
步骤III，低泡涂料分散润湿剂的制备：将经过所述步骤II得到的聚氨酯预聚体中加入水，高速剪切分散12min，得到低泡涂料分散润湿剂。
更进一步的，所述步骤I中异佛尔酮二异氰酸酯、二甲氨基丙胺/2-(全氟丁基)乙基甲基丙烯酸酯改性[3-[4-[3-(羟基甲基)环氧乙烷-2-基]丁-1，3-二炔基]环氧乙烷-2-基]甲醇、1，3-二(3-羟基丙基)-1，1，3，3-四甲基二硅氧烷、4-(2-三羟基硅基乙基)苯磺酸和丙二醇聚氧乙烯醚的质量比为2.92：1：1.06：1.155：8.5。
更进一步的，所述步骤II中中间体B和环氧氯丙烷的质量比为62：1。
更进一步的，所述步骤III中所述低泡涂料分散润湿剂的固含为24.5％。
实施例3
一种低泡涂料分散润湿剂，其特征在于，包括如下原料：二甲氨基丙胺/2-(全氟丁基)乙基甲基丙烯酸酯改性[3-[4-[3-(羟基甲基)环氧乙烷-2-基]丁-1，3-二炔基]环氧乙烷-2-基]甲醇、异佛尔酮二异氰酸酯、1，3-二(3-羟基丙基)-1，1，3，3-四甲基二硅氧烷、4-(2-三羟基硅基乙基)苯磺酸、丙二醇聚氧乙烯醚、环氧氯丙烷。
更进一步的，所述二甲氨基丙胺/2-(全氟丁基)乙基甲基丙烯酸酯改性[3-[4-[3-(羟基甲基)环氧乙烷-2-基]丁-1，3-二炔基]环氧乙烷-2-基]甲醇的制备方法，包括如下步骤：将二甲氨基丙胺和2-(全氟丁基)乙基甲基丙烯酸酯加入二氯甲烷中，氮气保护，加入三乙胺，在45℃条件下，反应7h，浓缩，得到中间体A，将中间体A缓慢加入[3-[4-[3-(羟基甲基)环氧乙烷-2-基]丁-1，3-二炔基]环氧乙烷-2-基]甲醇和丙二醇甲醚中，在70℃条件下，反应8h，浓缩，得到二甲氨基丙胺/2-(全氟丁基)乙基甲基丙烯酸酯改性[3-[4-[3-(羟基甲基)环氧乙烷-2-基]丁-1，3-二炔基]环氧乙烷-2-基]甲醇。
更进一步的，所述二甲氨基丙胺、2-(全氟丁基)乙基甲基丙烯酸酯和[3-[4-[3-(羟基甲基)环氧乙烷-2-基]丁-1，3-二炔基]环氧乙烷-2-基]甲醇的摩尔比为5：2.3：1。
更进一步的，所述丙二醇聚氧乙烯醚为分子量为850～1000的不封端丙二醇聚氧乙烯醚。
更进一步的，一种低泡涂料分散润湿剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤I，中间体B的制备：将异佛尔酮二异氰酸酯加入二甲氨基丙胺/2-(全氟丁基)乙基甲基丙烯酸酯改性[3-[4-[3-(羟基甲基)环氧乙烷-2-基]丁-1，3-二炔基]环氧乙烷-2-基]甲醇中，氮气保护，在90℃条件下，反应3h，冷却至40℃，加入1，3-二(3-羟基丙基)-1，1，3，3-四甲基二硅氧烷、4-(2-三羟基硅基乙基)苯磺酸和丙酮，升温至80℃，反应1.5h，冷却至40℃，加入辛酸亚锡和二月桂酸二丁基锡，升温至80℃，反应4h，冷却至40℃，加入丙二醇聚氧乙烯醚，升温至80℃，反应4h，浓缩，得到中间体B；
步骤II，聚氨酯预聚体的制备：将经过所述步骤I得到的中间体B中加入环氧氯丙烷和异丙醇，在110℃条件下回流反应6h，冷却至室温，浓缩，加入四氢呋喃和质量分数为30％的氢氧化钠溶液，在40℃条件下，反应4h，加入盐酸溶液，并调节pH至中性，浓缩，得到聚氨酯预聚体；
步骤III，低泡涂料分散润湿剂的制备：将经过所述步骤II得到的聚氨酯预聚体中加入水，高速剪切分散15min，得到低泡涂料分散润湿剂。
更进一步的，所述步骤I中异佛尔酮二异氰酸酯、二甲氨基丙胺/2-(全氟丁基)乙基甲基丙烯酸酯改性[3-[4-[3-(羟基甲基)环氧乙烷-2-基]丁-1，3-二炔基]环氧乙烷-2-基]甲醇、1，3-二(3-羟基丙基)-1，1，3，3-四甲基二硅氧烷、4-(2-三羟基硅基乙基)苯磺酸和丙二醇聚氧乙烯醚的质量比为2.95：1：1.07：1.16：9。
更进一步的，所述步骤II中中间体B和环氧氯丙烷的质量比为65：1。
更进一步的，所述步骤III中所述低泡涂料分散润湿剂的固含为25％。
实施例4
一种低泡涂料分散润湿剂，其特征在于，包括如下原料：二甲氨基丙胺/2-(全氟丁基)乙基甲基丙烯酸酯改性[3-[4-[3-(羟基甲基)环氧乙烷-2-基]丁-1，3-二炔基]环氧乙烷-2-基]甲醇、异佛尔酮二异氰酸酯、1，3-二(3-羟基丙基)-1，1，3，3-四甲基二硅氧烷、4-(2-三羟基硅基乙基)苯磺酸、丙二醇聚氧乙烯醚、环氧氯丙烷。
更进一步的，所述二甲氨基丙胺/2-(全氟丁基)乙基甲基丙烯酸酯改性[3-[4-[3-(羟基甲基)环氧乙烷-2-基]丁-1，3-二炔基]环氧乙烷-2-基]甲醇的制备方法，包括如下步骤：将二甲氨基丙胺和2-(全氟丁基)乙基甲基丙烯酸酯加入二氯甲烷中，氮气保护，加入三乙胺，在48℃条件下，反应7.5h，浓缩，得到中间体A，将中间体A缓慢加入[3-[4-[3-(羟基甲基)环氧乙烷-2-基]丁-1，3-二炔基]环氧乙烷-2-基]甲醇和丙二醇甲醚中，在75℃条件下，反应9h，浓缩，得到二甲氨基丙胺/2-(全氟丁基)乙基甲基丙烯酸酯改性[3-[4-[3-(羟基甲基)环氧乙烷-2-基]丁-1，3-二炔基]环氧乙烷-2-基]甲醇。
更进一步的，所述二甲氨基丙胺、2-(全氟丁基)乙基甲基丙烯酸酯和[3-[4-[3-(羟基甲基)环氧乙烷-2-基]丁-1，3-二炔基]环氧乙烷-2-基]甲醇的摩尔比为5.5：2.35：1。
更进一步的，所述丙二醇聚氧乙烯醚为分子量为950的不封端丙二醇聚氧乙烯醚。
更进一步的，一种低泡涂料分散润湿剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤I，中间体B的制备：将异佛尔酮二异氰酸酯加入二甲氨基丙胺/2-(全氟丁基)乙基甲基丙烯酸酯改性[3-[4-[3-(羟基甲基)环氧乙烷-2-基]丁-1，3-二炔基]环氧乙烷-2-基]甲醇中，氮气保护，在95℃条件下，反应3.5h，冷却至45℃，加入1，3-二(3-羟基丙基)-1，1，3，3-四甲基二硅氧烷、4-(2-三羟基硅基乙基)苯磺酸和丙酮，升温至85℃，反应1.8h，冷却至45℃，加入辛酸亚锡和二月桂酸二丁基锡，升温至85℃，反应4.5h，冷却至30-50℃，加入丙二醇聚氧乙烯醚，升温至85℃，反应4.5h，浓缩，得到中间体B；
步骤II，聚氨酯预聚体的制备：将经过所述步骤I得到的中间体B中加入环氧氯丙烷和异丙醇，在115℃条件下回流反应6.5h，冷却至室温，浓缩，加入四氢呋喃和质量分数为30％的氢氧化钠溶液，在45℃条件下，反应4.5h，加入盐酸溶液，并调节pH至中性，浓缩，得到聚氨酯预聚体；
步骤III，低泡涂料分散润湿剂的制备：将经过所述步骤II得到的聚氨酯预聚体中加入水，高速剪切分散18min，得到低泡涂料分散润湿剂。
更进一步的，所述步骤I中异佛尔酮二异氰酸酯、二甲氨基丙胺/2-(全氟丁基)乙基甲基丙烯酸酯改性[3-[4-[3-(羟基甲基)环氧乙烷-2-基]丁-1，3-二炔基]环氧乙烷-2-基]甲醇、1，3-二(3-羟基丙基)-1，1，3，3-四甲基二硅氧烷、4-(2-三羟基硅基乙基)苯磺酸和丙二醇聚氧乙烯醚的质量比为2.98：1：1.09：1.165：9.5。
更进一步的，所述步骤II中中间体B和环氧氯丙烷的质量比为6：1。
更进一步的，所述步骤III中所述低泡涂料分散润湿剂的固含为5.5％。
实施例5
一种低泡涂料分散润湿剂，其特征在于，包括如下原料：二甲氨基丙胺/2-(全氟丁基)乙基甲基丙烯酸酯改性[3-[4-[3-(羟基甲基)环氧乙烷-2-基]丁-1，3-二炔基]环氧乙烷-2-基]甲醇、异佛尔酮二异氰酸酯、1，3-二(3-羟基丙基)-1，1，3，3-四甲基二硅氧烷、4-(2-三羟基硅基乙基)苯磺酸、丙二醇聚氧乙烯醚、环氧氯丙烷。
更进一步的，所述二甲氨基丙胺/2-(全氟丁基)乙基甲基丙烯酸酯改性[3-[4-[3-(羟基甲基)环氧乙烷-2-基]丁-1，3-二炔基]环氧乙烷-2-基]甲醇的制备方法，包括如下步骤：将二甲氨基丙胺和2-(全氟丁基)乙基甲基丙烯酸酯加入二氯甲烷中，氮气保护，加入三乙胺，在50℃条件下，反应8h，浓缩，得到中间体A，将中间体A缓慢加入[3-[4-[3-(羟基甲基)环氧乙烷-2-基]丁-1，3-二炔基]环氧乙烷-2-基]甲醇和丙二醇甲醚中，在80℃条件下，反应10h，浓缩，得到二甲氨基丙胺/2-(全氟丁基)乙基甲基丙烯酸酯改性[3-[4-[3-(羟基甲基)环氧乙烷-2-基]丁-1，3-二炔基]环氧乙烷-2-基]甲醇。
更进一步的，所述二甲氨基丙胺、2-(全氟丁基)乙基甲基丙烯酸酯和[3-[4-[3-(羟基甲基)环氧乙烷-2-基]丁-1，3-二炔基]环氧乙烷-2-基]甲醇的摩尔比为6：2.4：1。
更进一步的，所述丙二醇聚氧乙烯醚为分子量为900～1100的不封端丙二醇聚氧乙烯醚。
更进一步的，一种低泡涂料分散润湿剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤I，中间体B的制备：将异佛尔酮二异氰酸酯加入二甲氨基丙胺/2-(全氟丁基)乙基甲基丙烯酸酯改性[3-[4-[3-(羟基甲基)环氧乙烷-2-基]丁-1，3-二炔基]环氧乙烷-2-基]甲醇中，氮气保护，在100℃条件下，反应4h，冷却至50℃，加入1，3-二(3-羟基丙基)-1，1，3，3-四甲基二硅氧烷、4-(2-三羟基硅基乙基)苯磺酸和丙酮，升温至90℃，反应2h，冷却至50℃，加入辛酸亚锡和二月桂酸二丁基锡，升温至90℃，反应5h，冷却至50℃，加入丙二醇聚氧乙烯醚，升温至90℃，反应5h，浓缩，得到中间体B；
步骤II，聚氨酯预聚体的制备：将经过所述步骤I得到的中间体B中加入环氧氯丙烷和异丙醇，在120℃条件下回流反应7h，冷却至室温，浓缩，加入四氢呋喃和质量分数为30％的氢氧化钠溶液，在50℃条件下，反应5h，加入盐酸溶液，并调节pH至中性，浓缩，得到聚氨酯预聚体；
步骤III，低泡涂料分散润湿剂的制备：将经过所述步骤II得到的聚氨酯预聚体中加入水，高速剪切分散20min，得到低泡涂料分散润湿剂。
更进一步的，所述步骤I中异佛尔酮二异氰酸酯、二甲氨基丙胺/2-(全氟丁基)乙基甲基丙烯酸酯改性[3-[4-[3-(羟基甲基)环氧乙烷-2-基]丁-1，3-二炔基]环氧乙烷-2-基]甲醇、1，3-二(3-羟基丙基)-1，1，3，3-四甲基二硅氧烷、4-(2-三羟基硅基乙基)苯磺酸和丙二醇聚氧乙烯醚的质量比为1：1：1.1：1.17：10。
更进一步的，所述步骤II中中间体B和环氧氯丙烷的质量比为70：1。
更进一步的，所述步骤III中所述低泡涂料分散润湿剂的固含为26％。
对比例1
一种低泡涂料分散润湿剂，其制备方法和配方与实施例1基本相同，不同的仅有：没有添加二甲氨基丙胺/2-(全氟丁基)乙基甲基丙烯酸酯改性[3-[4-[3-(羟基甲基)环氧乙烷-2-基]丁-1，3-二炔基]环氧乙烷-2-基]甲醇。
对比例2
一种低泡涂料分散润湿剂，其制备方法和配方与实施例1基本相同，不同的仅有：没有添加1，3-二(3-羟基丙基)-1，1，3，3-四甲基二硅氧烷。
对比例3
一种低泡涂料分散润湿剂，其制备方法和配方与实施例1基本相同，不同的仅有：没有添加4-(2-三羟基硅基乙基)苯磺酸。
对比例4
一种低泡涂料分散润湿剂，其制备方法和配方与实施例1基本相同，不同的仅有：使用[3-[4-[3-(羟基甲基)环氧乙烷-2-基]丁-1，3-二炔基]环氧乙烷-2-基]甲醇代替二甲氨基丙胺/2-(全氟丁基)乙基甲基丙烯酸酯改性[3-[4-[3-(羟基甲基)环氧乙烷-2-基]丁-1，3-二炔基]环氧乙烷-2-基]甲醇。
对比例5
普通市售涂料分散润湿剂。
实验结果：
将3g实施例1-5和对比例1-5制作的涂料润湿分散剂加入21.5g水中搅拌均匀，再加入25g钛白粉、50g固含为48％的聚丙烯酸乳液混合均匀，然后将得到的混合悬浮液在行星球磨机中进行球磨分散1.5小时，然后在机械搅拌的条件下加入0.5g增稠剂分散10分钟，最后得到水性钛白粉白色涂料，备用。
水性涂料的储存稳定性的测试方法为：按照GB/T6753.3-1986标准测定乳液的贮存稳定性。用低速离心机对乳液进行离心处理，来模拟检验其贮存稳定性，如果乳液在离心机中以3000r/min的转速离心沉降15min后，产生沉淀越多，表明水性涂料储存稳定性越差，反之，水性涂料储存稳定性越好。
水性涂料的粒径测试方法为：将水性涂料和水按照1:10稀释，采用MalvernZetaSizerNano-ZS90型激光粒度仪对其进行粒径测试，温度为25℃，激光散射角为90，每个样品分别测试三次，取平均值为水性涂料的粒径。
低泡涂料润湿分散剂的静态表面张力和动态表面张力的测试方法为：采用BP100动态表面张力仪对低泡涂料润湿分散剂进行静态表面张力和动态表面张力测试，低泡涂料润湿分散剂浓度0.1％水溶液。
起泡力的测定方法为：25℃下，取0.3g低泡涂料润湿分散剂置于100mL具塞量筒中，加水稀释至30mL(此时浓度为0.01g/mL)。具塞后剧烈振荡10次，静置30s后记录起泡体积，取3次平行实验的起泡体积平均值作为起泡力。起泡体积越小，表明此低泡涂料润湿分散剂的起泡力越差，故低泡特性越好。测试结果如表1所示。
表1不同实施例下涂料的平均粒径、储存稳定性以及低泡涂料润湿分散剂的静态表面张力、动态表面张力和起泡力
Figure BDA0003242088940000171
由表1可看出，本发明采用的一种低泡涂料分散润湿剂及其制备方法制备的低泡涂料分散润湿剂具有低的静态和动态表面张力，具有优异的润湿性；低泡涂料分散润湿剂的起泡体积小，具有低泡的特性；由低泡涂料分散润湿剂制备的水性涂料的平均粒径小，离心15min下层沉淀物体积＜1ml，具有优异的分散性。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (8)

1.一种低泡涂料分散润湿剂，其特征在于，包括如下原料：二甲氨基丙胺/2-(全氟丁基)乙基甲基丙烯酸酯改性[3-[4-[3-(羟基甲基)环氧乙烷-2-基]丁-1，3-二炔基]环氧乙烷-2-基]甲醇、异佛尔酮二异氰酸酯、1，3-二(3-羟基丙基)-1，1，3，3-四甲基二硅氧烷、4-(2-三羟基硅基乙基)苯磺酸、丙二醇聚氧乙烯醚、环氧氯丙烷。
2.根据权利要求1所述的一种低泡涂料分散润湿剂，其特征在于，所述二甲氨基丙胺/2-(全氟丁基)乙基甲基丙烯酸酯改性[3-[4-[3-(羟基甲基)环氧乙烷-2-基]丁-1，3-二炔基]环氧乙烷-2-基]甲醇的制备方法，包括如下步骤：将二甲氨基丙胺和2-(全氟丁基)乙基甲基丙烯酸酯加入二氯甲烷中，氮气保护，加入三乙胺，在40-50℃条件下，反应6-8h，浓缩，得到中间体A，将中间体A缓慢加入[3-[4-[3-(羟基甲基)环氧乙烷-2-基]丁-1，3-二炔基]环氧乙烷-2-基]甲醇和丙二醇甲醚中，在60-80℃条件下，反应6-10h，浓缩，得到二甲氨基丙胺/2-(全氟丁基)乙基甲基丙烯酸酯改性[3-[4-[3-(羟基甲基)环氧乙烷-2-基]丁-1，3-二炔基]环氧乙烷-2-基]甲醇。
3.根据权利要求2所述的一种低泡涂料分散润湿剂，其特征在于，所述二甲氨基丙胺、2-(全氟丁基)乙基甲基丙烯酸酯和[3-[4-[3-(羟基甲基)环氧乙烷-2-基]丁-1，3-二炔基]环氧乙烷-2-基]甲醇的摩尔比为(4-6)：(2.2-2.4)：1。
4.根据权利要求1所述的一种低泡涂料分散润湿剂，其特征在于，所述丙二醇聚氧乙烯醚为分子量为800-1000的不封端丙二醇聚氧乙烯醚。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的一种低泡涂料分散润湿剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤I，中间体B的制备：将异佛尔酮二异氰酸酯加入二甲氨基丙胺/2-(全氟丁基)乙基甲基丙烯酸酯改性[3-[4-[3-(羟基甲基)环氧乙烷-2-基]丁-1，3-二炔基]环氧乙烷-2-基]甲醇中，氮气保护，在80-100℃条件下，反应2-4h，冷却至30-50℃，加入1，3-二(3-羟基丙基)-1，1，3，3-四甲基二硅氧烷、4-(2-三羟基硅基乙基)苯磺酸和丙酮，升温至70-90℃，反应1-2h，冷却至30-50℃，加入辛酸亚锡和二月桂酸二丁基锡，升温至70-90℃，反应3-5h，冷却至30-50℃，加入丙二醇聚氧乙烯醚，升温至70-90℃，反应3-5h，浓缩，得到中间体B；
步骤II，聚氨酯预聚体的制备：将经过所述步骤I得到的中间体B中加入环氧氯丙烷和异丙醇，在100-120℃条件下回流反应5-7h，冷却至室温，浓缩，加入四氢呋喃和质量分数为30％的氢氧化钠溶液，在30-50℃条件下，反应3-5h，加入盐酸溶液，并调节pH至中性，浓缩，得到聚氨酯预聚体；
步骤III，低泡涂料分散润湿剂的制备：将经过所述步骤II得到的聚氨酯预聚体中加入水，高速剪切分散10-20min，得到低泡涂料分散润湿剂。
6.根据权利要求5所述的一种低泡涂料分散润湿剂的制备方法，其特征在于，所述步骤I中异佛尔酮二异氰酸酯、二甲氨基丙胺/2-(全氟丁基)乙基甲基丙烯酸酯改性[3-[4-[3-(羟基甲基)环氧乙烷-2-基]丁-1，3-二炔基]环氧乙烷-2-基]甲醇、1，3-二(3-羟基丙基)-1，1，3，3-四甲基二硅氧烷、4-(2-三羟基硅基乙基)苯磺酸和丙二醇聚氧乙烯醚的质量比为(2.9-1)：1：(1.05-1.1)：(1.15-1.17)：(8-10)。
7.根据权利要求5所述的一种低泡涂料分散润湿剂的制备方法，其特征在于，所述步骤II中中间体B和环氧氯丙烷的质量比为(60-70)：1。
8.根据权利要求5所述的一种低泡涂料分散润湿剂的制备方法，其特征在于，所述步骤III中所述低泡涂料分散润湿剂的固含为24-26％。
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