CN113651936B - 一种有机磺酸胺盐的应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及水性聚氨酯技术领域，尤其涉及一种有机磺酸胺盐的应用。所述聚氨酯中有机磺酸胺盐的重量百分比为1‑6％。本发明将有机磺酸胺盐应用于聚氨酯，得到的聚氨酯产品具有以下优点：(1)本发明原料环保低廉，工艺简便，得到的聚氨酯产品性能优异，能够应用于皮革、纺织、轻工、机电、航空等领域；(2)本发明通过特定方法制备得到纯度极高的有机磺酸胺盐，提升了后续合成过程的安全性和可行性，同时实现了原料的循环利用，具有极高的实用价值；(3)相比于现有技术，本发明在合成聚氨酯预聚体阶段即可加入有机磺酸胺盐反应，与多异氰酸酯、聚合物多元醇等原料反应，通过安全可控的合成路线制得固含量高，稳定性高的聚氨酯产物。
Description
技术领域
本发明涉及水性聚氨酯技术领域，尤其涉及一种有机磺酸胺盐的应用。
背景技术
聚氨酯是一类以氨基甲酸酯重复单元为主链的高分子聚合物，具有优异的耐化学品、耐磨损、柔韧性以及软硬可调性；自1937年德国化学家奥托·拜耳利用异氰酸酯和多元醇的加聚反应首次制出后，现已广泛应用于皮革、纺织、轻工、机电、航空等领域。传统的聚氨酯在制备过程中加入有机溶剂，不利于人体生命安全和环境的可持续发展；随着对挥发性有机物质的管理制度越来越完善，以及人类健康和环保意识的日益增强，以水为分散介质合成的聚氨酯因其环保、安全的优点逐渐受到市场的青睐，水性聚氨酯应运而生。
在聚氨酯的合成过程中，需要使用扩链剂与预聚体进行反应以增大聚氨酯的相对分子质量，扩链剂的选择直接影响着链段的形成以及聚氨酯产物的性能。根据扩链剂的功能性基团可以对其进行分类，目前常见的水性聚氨酯扩链剂有羧酸型扩链剂和磺酸型扩链剂，国内选用较多的是羧酸型扩链剂，例如二羟甲基丙酸(DMPA)、二羟甲基丁酸(DMBA)；而磺酸型扩链剂相比羧酸型扩链剂，其热稳定性、电离度更优，原料的选择空间大，且磺酸基的亲水性强于羧酸基，在制备水性聚氨酯时更有利于水性聚氨酯的高固含量化合成，但是现有技术中磺酸型扩链剂合成聚氨酯产品多见于国外，国内的科研技术尚未成熟。基于此，以磺酸型扩链剂制备水性聚氨酯已成为安全环保、性能优良的新型聚氨酯材料的主流发展方向。
发明内容
本发明通过提供一种有机磺酸胺盐的应用，解决了现有技术中水性聚氨酯固含量较低、成本高昂、工艺复杂等问题，实现了一种安全环保、性能优良的聚氨酯材料。
本发明第一方面提供了一种有机磺酸胺盐的应用，所述机磺酸胺盐应用于聚氨酯的合成；所述聚氨酯中有机磺酸胺盐的重量百分比为1-6％。
在一种优选的实施方式中，所述聚氨酯的制备原料包括，按照重量百分比计，聚合物多元醇30-48％，多异氰酸酯10-27％，催化剂0.01-0.1％，有机磺酸胺盐1-6％，水补充余量。
在一种优选的实施方式中，所述聚氨酯的制备原料包括，按照重量百分比计，聚合物多元醇36-42％，多异氰酸酯15-20％，催化剂0.01-0.03％，有机磺酸胺盐1-6％，水补充余量。
在一种优选的实施方式中，所述有机磺酸胺盐的结构式为
其中Ra、Rb、Rc均为氢、低级烷基、饱和羟烷基中的一种；Ra、Rb、Rc相互独立，可以相同也可以不同。
在一种优选的实施方式中，所述有机磺酸胺盐的结构中，R1、R2、R3均为烷基，芳基，环烷基中的一种或多种的组合；R1、R2、R3相互独立，可以相同也可以不同。
在一种优选的实施方式中，所述聚合物多元醇包括聚酯多元醇，聚醚多元醇，聚碳酸酯多元醇，聚烯烃多元醇中的至少一种。
在一种优选的实施方式中，所述聚合物多元醇包括己二酸系聚酯多元醇，苯酐聚酯多元醇，聚己内酯多元醇，聚碳酸酯多元醇，二聚酸聚酯多元醇，聚醚多元醇，聚醚-聚酯多元醇，聚乳酸多元醇的至少一种。
在一种优选的实施方式中，所述多异氰酸酯包括异佛尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、赖氨酸二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、丁烷-1,4-二异氰酸酯、亚甲基二异氰酸酯、聚(异佛尔酮二异氰酸酯)、甲苯亚基2,5-二异氰酸酯、1,6-己二异氰酸酯、三甲基-1,6-己二异氰酸酯、环己烷-1,4-二异氰酸酯、二苯甲烷二异氰酸酯、4,4-二异氰酸酯二环己基甲烷、甲苯亚基2,5-二异氰酸酯中的至少一种。
在一种优选的实施方式中，所述聚氨酯的合成步骤包括：
S1.制备有机磺酸胺盐；
S2.将聚合物多元醇，多异氰酸酯混合反应，得到预聚体A；
S3.向预聚体A中加入有机磺酸胺盐，搅拌反应，得到预聚体B；
S4.向预聚体B中加入稀释剂，搅拌，得到混合料；将混合料加入水中，乳化反应得到粗料；
S5.减压去除稀释剂，得到聚氨酯成品。
在一种优选的实施方式中，所述S3步骤中，搅拌反应至异氰酸酯基含量为3-6wt％，停止反应，降温至15-32℃，得到预聚体B。
有益效果：
本发明将有机磺酸胺盐应用于聚氨酯，得到的聚氨酯产品具有以下优点：
(1)本发明原料环保低廉，工艺简便，得到的聚氨酯产品性能优异，能够广泛应用于皮革、纺织、轻工、机电、航空等领域；
(2)本发明通过特定方法制备得到纯度极高的有机磺酸胺盐，提升了后续合成过程的安全性和可行性，同时实现了原料的循环利用，具有极高的实用价值；
(3)相比于现有技术，本发明在合成聚氨酯预聚体阶段即可加入有机磺酸胺盐反应，与多异氰酸酯、聚合物多元醇等原料反应，通过安全可控的合成路线制得固含量40％以上，稳定性高的聚氨酯产物。
具体实施方式
参选以下本发明的优选实施方法的详述以及包括的实施例可更容易地理解本发明的内容。除非另有限定，本文使用的所有技术以及科学术语具有与本发明所属领域普通技术人员通常理解的相同的含义。当存在矛盾时，以本说明书中的定义为准。
如本文所用术语“由…制备”与“包含”同义。本文中所用的术语“包含”、“包括”、“具有”、“含有”或其任何其它变形，意在覆盖非排它性的包括。例如，包含所列要素的组合物、步骤、方法、制品或装置不必仅限于那些要素，而是可以包括未明确列出的其它要素或此种组合物、步骤、方法、制品或装置所固有的要素。
连接词“由…组成”排除任何未指出的要素、步骤或组分。如果用于权利要求中，此短语将使权利要求为封闭式，使其不包含除那些描述的材料以外的材料，但与其相关的常规杂质除外。当短语“由…组成”出现在权利要求主体的子句中而不是紧接在主题之后时，其仅限定在该子句中描述的要素；其它要素并不被排除在作为整体的所述权利要求之外。
当量、浓度、或者其它值或参数以范围、优选范围、或一系列上限优选值和下限优选值限定的范围表示时，这应当被理解为具体公开了由任何范围上限或优选值与任何范围下限或优选值的任一配对所形成的所有范围，而不论该范围是否单独公开了。例如，当公开了范围“1至5”时，所描述的范围应被解释为包括范围“1至4”、“1至3”、“1至2”、“1至2和4至5”、“1至3和5”等。当数值范围在本文中被描述时，除非另外说明，否则该范围意图包括其端值和在该范围内的所有整数和分数。
单数形式包括复数讨论对象，除非上下文中另外清楚地指明。“任选的”或者“任意一种”是指其后描述的事项或事件可以发生或不发生，而且该描述包括事件发生的情形和事件不发生的情形。
说明书和权利要求书中的近似用语用来修饰数量，表示本发明并不限定于该具体数量，还包括与该数量接近的可接受的而不会导致相关基本功能的改变的修正的部分。相应的，用“大约”、“约”等修饰一个数值，意为本发明不限于该精确数值。在某些例子中，近似用语可能对应于测量数值的仪器的精度。在本申请说明书和权利要求书中，范围限定可以组合和/或互换，如果没有另外说明这些范围包括其间所含有的所有子范围。
此外，本发明要素或组分前的不定冠词“一种”和“一个”对要素或组分的数量要求(即出现次数)无限制性。因此“一个”或“一种”应被解读为包括一个或至少一个，并且单数形式的要素或组分也包括复数形式，除非所述数量明显旨指单数形式。
“聚合物”意指通过聚合相同或不同类型的单体所制备的聚合化合物。通用术语“聚合物”包含术语“均聚物”、“共聚物”、“三元共聚物”与“共聚体”。“共聚体”意指通过聚合至少两种不同单体制备的聚合物。通用术语“共聚体”包括术语“共聚物”(其一般用以指由两种不同单体制备的聚合物)与术语“三元共聚物”(其一般用以指由三种不同单体制备的聚合物)。其亦包含通过聚合更多种单体而制造的聚合物。“共混物”意指两种或两种以上聚合物通过物理的或化学的方法共同混合而形成的聚合物。
为了解决上述问题，本发明第一方面提供了一种有机磺酸胺盐的应用，所述机磺酸胺盐应用于聚氨酯的合成；所述聚氨酯中有机磺酸胺盐的重量百分比为1-6％。
在一些优选的实施方式中，所述聚氨酯的制备原料包括，按照重量百分比计，聚合物多元醇30-48％，多异氰酸酯10-27％，催化剂0.01-0.1％，有机磺酸胺盐1-6％，水补充余量。
在一些优选的实施方式中，所述聚氨酯的制备原料包括，按照重量百分比计，聚合物多元醇36-42％，多异氰酸酯15-20％，催化剂0.01-0.03％，有机磺酸胺盐1-6％，水补充余量。
在一些优选的实施方式中，所述有机磺酸胺盐的结构式为
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其中Ra、Rb、Rc均为氢、低级烷基、饱和羟烷基中的一种；Ra、Rb、Rc相互独立，可以相同也可以不同。
在一些优选的实施方式中，所述有机磺酸胺盐的结构中，R1、R2、R3均为烷基，芳基，环烷基中的一种或多种的组合；R1、R2、R3相互独立，可以相同也可以不同。
进一步优选，R1、R2、R3中均不含有活泼氢
更进一步优选，所述有机磺酸胺盐为二羟基丙磺酸胺盐或二羟基丁磺酸胺盐。
在一些优选的实施方式中，所述有机磺酸胺盐的制备方法为：
(A)制备有机磺酸盐；
(B)将酸性气体通入有机磺酸盐中，反应得到有机磺酸粗料；
(C)对有机磺酸粗料进行纯化，得到有机磺酸纯品；
(D)将有机磺酸纯品与叔胺化合物进行反应，得到有机磺酸胺盐。
进一步优选，所述A步骤中，制备有机磺酸盐的方法为本领域常用方法，无特殊限制；例如卤代磺酸盐的羟基取代反应或烯醇的磺化反应。
作为酸性气体的实例，包括但不限于氯化氢气体。
在一些优选的实施方式中，所述C步骤具体为，将有机磺酸粗料通入薄膜蒸发器中，分离第一轻组分和第一重组分；将第一重组分进一步通入分子蒸馏装置中，分离第二轻组分和第二重组分，收集第二重组分即为有机磺酸纯品。
在一些优选的实施方式中，所述D步骤具体为：将C步骤制备得到的有机磺酸纯品与乙醇按照体积比为1：1混合均匀，然后滴加与有机磺酸纯品摩尔量相同的叔胺化合物，反应至pH为7±0.5，得到粗产物，对粗产物进行分子蒸馏去除乙醇，得到有机磺酸胺盐。
本发明发现，采用卤代磺酸盐的羟基取代反应或烯醇的磺化反应制备得到二羟基链烷磺酸盐后，向二羟基链烷磺酸盐中通入酸性气体(尤其是氯化氢气体)，能够有效去除反应中生成的阳离子杂质；原因在于酸性气体的不断通入在体系中形成饱和氯化氢环境，阳离子与卤素离子形成的离子化合物能够从饱和氯化氢中析出，即反应后直接过滤即可得到高纯度的二羟基链烷磺酸。本发明进一步发现，采用薄膜蒸发器和分子蒸馏装置对有机磺酸进行纯化，能够将有机磺酸与氯化氢有效分离，既收集到便于后续合成的有机磺酸纯品，同时可以收集氯化氢(轻组分)以用于回收制备氯化氢气体；相比于传统技术常用的真空旋蒸操作，本发明采用双重物料分离装置，在工艺操作简便的同时制备得到高纯度聚氨酯扩链剂原料，方法实用性强，方便后续工艺操作。
在一些优选的实施方式中，所述聚合物多元醇包括聚酯多元醇，聚醚多元醇，聚碳酸酯多元醇，聚烯烃多元醇中的至少一种。
进一步优选，所述聚合物多元醇包括己二酸系聚酯多元醇，苯酐聚酯多元醇，聚己内酯多元醇，聚碳酸酯多元醇，二聚酸聚酯多元醇，聚醚多元醇，聚醚-聚酯多元醇，聚乳酸多元醇的至少一种。
作为己二酸系聚酯多元醇的实例，包括但不限于聚己二酸乙二醇酯二元醇、聚己二酸-1,4-丁二醇酯二元醇、聚己二酸新戊二醇酯二元醇、聚己二酸-1,6-己二醇酯二元醇和聚己二酸新戊二醇酯-1,6-己二醇酯二元醇。
更进一步优选，所述聚合物多元醇的平均分子量为500-10000。
在一些优选的实施方式中，所述多异氰酸酯包括异佛尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、赖氨酸二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、丁烷-1,4-二异氰酸酯、亚甲基二异氰酸酯、聚(异佛尔酮二异氰酸酯)、甲苯亚基2,5-二异氰酸酯、1,6-己二异氰酸酯、三甲基-1,6-己二异氰酸酯、环己烷-1,4-二异氰酸酯、二苯甲烷二异氰酸酯、4,4-二异氰酸酯二环己基甲烷、甲苯亚基2,5-二异氰酸酯中的至少一种。
在一些优选的实施方式中，所述催化剂为锡类催化剂；
作为锡类催化剂的实例，包括但不限于二月桂酸二丁基锡。
相比于溶剂型聚氨酯，水性聚氨酯具备安全、无毒、挥发性低等优点，能够在胶粘剂、涂料等领域广泛应用；但是现有技术制备得到的水性聚氨酯固含量仍停留在20-40％的水平，较低的固含量产生的问题是水性聚氨酯产品的固化过程缓慢，初粘力已难以满足施工需求。本发明经过大量实验探究发现，采用二羟基链烷磺酸胺盐作为水性聚氨酯的扩链剂，能够提升聚氨酯产物的固含量和综合性能；猜测是在聚氨酯分子链中引入亲水性磺酸基团，一方面能够提升聚合物分子链的库仑力和氢键等结合作用，水性聚氨酯硬段、软段间的微相相容性提高，机械性能提升；另一方面磺酸基团的引入提升了聚氨酯乳液体系的离子化强度，显著削弱了乳胶粒子彼此间的静电吸引趋势，形成稳定的双电层结构使得聚合物多元醇和多异氰酸酯、二羟基链烷磺酸胺盐形成均匀的高分子交联结构，乳化剪切过程中聚合物分子链不容易出现不均匀簇集缠结，水性聚氨酯的固含量明显提升。本发明进一步发现，采用二羟基链烷磺酸胺盐、尤其是1,2-二羟基-丙磺酸三乙胺盐可以与平均分子量为500-10000的聚合物多元醇与多异氰酸酯形成的预聚体直接进行扩链反应，反应过程平稳可控，改善了传统磺酸型扩链剂(如胺基磺酸钠盐A-95)成本较高、且需要在乳化阶段加入，反应过程难以控制、对设备工艺要求极高等缺陷，本发明通过二羟基链烷磺酸胺盐与聚合物多元醇和多异氰酸酯反应，最终形成的水性聚氨酯乳液的稳定性较高，且成本低廉、工艺简便，能够在规模化生产水性聚氨酯的行业领域广泛应用。
在一些优选的实施方式中，所述聚氨酯的制备原料还包括多官度小分子多元醇1-5％；作为多官度小分子多元醇的实例，包括但不局限于乙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、一缩二乙二醇、新戊二醇、1,6-己二醇、1,4-环己烷二甲醇、三羟甲基丙烷。
在一些优选的实施方式中，所述聚氨酯的制备原料还包括二元胺小分子化合物0.5-5％；作为二元胺小分子化合物的实例，包括但不局限于水合肼、乙二胺、六亚甲基二胺、五亚甲基二胺、二亚乙基三胺、异佛尔酮二胺、4,4-二苯基甲烷二胺和二乙醇胺，N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷，N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷。
在一些优选的实施方式中，所述聚氨酯的合成步骤包括：
S1.制备有机磺酸胺盐；
S2.将聚合物多元醇，多异氰酸酯混合反应，得到预聚体A；
S3.向预聚体A中加入有机磺酸胺盐，搅拌反应，得到预聚体B；
S4.向预聚体B中加入稀释剂，搅拌，得到混合料；将混合料加入水中，乳化反应得到粗料；
S5.减压去除稀释剂，得到聚氨酯成品。
在一些优选的实施方式中，所述S3步骤中，搅拌反应至异氰酸酯基含量为3-6wt％，停止反应，降温至15-32℃，得到预聚体B。
优选的，参照HG/T 2409-92监测S3步骤中反应物的异氰酸酯基含量。
在一些优选的实施方案中，所述S2步骤的反应温度为80-95℃，反应时间为1-5h。
在一些优选的实施方案中，所述S4步骤中乳化的时间为0.3-3h。
实施例
为了更好的理解上述技术方案，下面将结合具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。有必要在此指出的是，以下实施例只用于对本发明作进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的专业技术人员根据上述本发明的内容做出的一些非本质的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。另外，如果没有其它说明，所用原料都是市售的，所述提取物的提取方法均为常规的提取方法。
实施例1.
本实施例提供了一种有机磺酸胺盐的应用，所述机磺酸胺盐应用于聚氨酯的合成；所述聚氨酯的制备原料包括，按照重量百分比计，有机磺酸胺盐2.6％，聚合物多元醇39％，多异氰酸酯18％，催化剂0.02％，水补充余量。
所述聚氨酯的合成步骤包括：
S1.制备有机磺酸胺盐；
S2.按照配方量，向三口烧瓶中加入聚合物多元醇，多异氰酸酯和催化剂，在88℃条件下反应3h，得到预聚体A；
S3.向预聚体A中加入S1步骤制备得到的有机磺酸胺盐，搅拌反应至异氰酸酯基含量为4.2wt％，停止反应，降温至26℃，得到预聚体B；
S4.向预聚体B中加入稀释剂，搅拌，得到混合料；将混合料加入水中，乳化反应0.5h得到粗料；
S5.使用真空旋转蒸发仪去除稀释剂，得到聚氨酯成品。
所述聚合物多元醇为聚丙二醇，聚丙二醇的平均分子量为1000，羟值为112mgKOH/g；购买自上海链集化工有限公司，型号为PPG1000。
所述多异氰酸酯为异佛尔酮二异氰酸酯，CAS号为4098-71-9。
所述催化剂为二月桂酸二丁基锡，CAS号为77-58-7。
所述稀释剂为丙酮，CAS号为67-64-1；S4步骤中丙酮的加入质量与水相同。
所述制备有机磺酸胺盐的方法具体为：
(A)将591g1-氯-2-羟基-3-丙磺酸钠和159g无水碳酸钠加入三口烧瓶中，加入1000g水，在90℃条件下反应6h，得到有机磺酸盐；
(B)以2L/min的速度向有机磺酸盐中持续通入氯化氢气体至无固体析出，过滤，收集滤液，即为有机磺酸粗料；
(C)采用搪瓷薄膜蒸发仪对有机磺酸粗料进行纯化，收集第一轻组分和第一重组分，将第一重组分通入短程分子蒸馏设备中，收集第二轻组分和第二重组分，第二重组分即为有机磺酸纯品；
(D)将有机磺酸纯品与乙醇按照体积比为1：1混合均匀，然后滴加与有机磺酸纯品摩尔量相同的叔胺化合物，反应至pH为7±0.5，得到粗产物，对粗产物进行分子蒸馏去除乙醇，得到有机磺酸胺盐。
实施例2.
本实施例提供了一种有机磺酸胺盐的应用，所述机磺酸胺盐应用于聚氨酯的合成；所述聚氨酯的制备原料包括，按照重量百分比计，有机磺酸胺盐2.6％，聚合物多元醇39％，多异氰酸酯18％，催化剂0.02％，水补充余量。
所述聚氨酯的合成步骤包括：
S1.制备有机磺酸胺盐；
S2.按照配方量，向三口烧瓶中加入聚合物多元醇，多异氰酸酯和催化剂，在88℃条件下反应3h，得到预聚体A；
S3.向预聚体A中加入S1步骤制备得到的有机磺酸胺盐，搅拌反应至异氰酸酯基含量为4.2wt％，停止反应，降温至26℃，得到预聚体B；
S4.向预聚体B中加入稀释剂，搅拌，得到混合料；将混合料加入水中，乳化反应1h得到粗料；
S5.使用真空旋转蒸发仪去除稀释剂，得到聚氨酯成品。
所述多羟基聚合物为己二酸系聚酯多元醇，己二酸系聚酯多元醇的平均分子量为1000，型号为CMA-1044，购买自烟台华大化学集团有限公司。
所述多异氰酸酯为异佛尔酮二异氰酸酯，CAS号为4098-71-9。
所述催化剂为二月桂酸二丁基锡，CAS号为77-58-7。
所述稀释剂为丙酮，CAS号为67-64-1；S4步骤中丙酮的加入质量与水相同。
所述制备有机磺酸胺盐的方法具体为：
(A)将591g1-氯-2-羟基-3-丙磺酸钠和159g无水碳酸钠加入三口烧瓶中，加入1000g水，在90℃条件下反应6h，得到有机磺酸盐；
(B)以2L/min的速度向有机磺酸盐中持续通入氯化氢气体至无固体析出，过滤，收集滤液，即为有机磺酸粗料；
(C)采用搪瓷薄膜蒸发仪对有机磺酸粗料进行纯化，收集第一轻组分和第一重组分，将第一重组分通入短程分子蒸馏设备中，收集第二轻组分和第二重组分，第二重组分即为有机磺酸纯品；
(D)将有机磺酸纯品与乙醇按照体积比为1：1混合均匀，然后滴加与有机磺酸纯品摩尔量相同的叔胺化合物，反应至pH为7±0.5，得到粗产物，对粗产物进行分子蒸馏去除乙醇，得到有机磺酸胺盐。
实施例3.
本实施例提供了一种有机磺酸胺盐的应用，所述机磺酸胺盐应用于聚氨酯的合成；所述聚氨酯的制备原料包括，按照重量百分比计，有机磺酸胺盐2.6％，聚合物多元醇39％，多异氰酸酯18％，催化剂0.02％，水补充余量。
所述聚氨酯的合成步骤包括：
S1.制备有机磺酸胺盐；
S2.按照配方量，向三口烧瓶中加入聚合物多元醇，多异氰酸酯和催化剂，在88℃条件下反应3h，得到预聚体A；
S3.向预聚体A中加入S1步骤制备得到的有机磺酸胺盐，搅拌反应至异氰酸酯基含量为4.2wt％，停止反应，降温至26℃，得到预聚体B；
S4.向预聚体B中加入稀释剂，搅拌，得到混合料；将混合料加入水中，乳化反应1h，得到粗料；
S5.使用真空旋转蒸发仪去除稀释剂，得到聚氨酯成品。
所述聚合物多元醇为聚四氢呋喃醚二醇，聚四氢呋喃醚二醇的平均分子量为1000，羟值为56mgKOH/g；购买自南通丸荣国际贸易有限公司，型号为PTMG1000。
所述多异氰酸酯为异佛尔酮二异氰酸酯，CAS号为4098-71-9。
所述催化剂为二月桂酸二丁基锡，CAS号为77-58-7。
所述稀释剂为丙酮，CAS号为67-64-1；S4步骤中丙酮的加入质量与水相同。
所述制备有机磺酸胺盐的方法具体为：
(A)将591g1-氯-2-羟基-3-丙磺酸钠和159g无水碳酸钠加入三口烧瓶中，加入1000g水，在90℃条件下反应6h，得到有机磺酸盐；
(B)以2L/min的速度向有机磺酸盐中持续通入氯化氢气体至无固体析出，过滤，收集滤液，即为有机磺酸粗料；
(C)采用搪瓷薄膜蒸发仪对有机磺酸粗料进行纯化，收集第一轻组分和第一重组分，将第一重组分通入短程分子蒸馏设备中，收集第二轻组分和第二重组分，第二重组分即为有机磺酸纯品；
(D)将有机磺酸纯品与乙醇按照体积比为1：1混合均匀，然后滴加与有机磺酸纯品摩尔量相同的叔胺化合物，反应至pH为7±0.5，得到粗产物，对粗产物进行分子蒸馏去除乙醇，得到有机磺酸胺盐。
实施例4.
本实施例提供了一种有机磺酸胺盐的应用，所述机磺酸胺盐应用于聚氨酯的合成；所述聚氨酯的制备原料包括，按照重量百分比计，有机磺酸胺盐2.6％，聚合物多元醇39％，多异氰酸酯18％，催化剂0.02％，水补充余量。
所述聚氨酯的合成步骤包括：
S1.制备有机磺酸胺盐；
S2.按照配方量，向三口烧瓶中加入聚合物多元醇，多异氰酸酯和催化剂，在88℃条件下反应3h，得到预聚体A；
S3.向预聚体A中加入S1步骤制备得到的有机磺酸胺盐，搅拌反应至异氰酸酯基含量为3-6wt％，停止反应，降温至26℃，得到预聚体B；
S4.向预聚体B中加入稀释剂，搅拌，得到混合料；将混合料加入水中，乳化反应得到粗料；
S5.使用真空旋转蒸发仪去除稀释剂，得到聚氨酯成品。
所述聚合物多元醇为聚碳酸酯二元醇，聚碳酸酯二元醇的平均分子量为1000，羟值为110mgKOH/g；购买自江苏省化工研究所有限公司，型号为JSB10。
所述多异氰酸酯为异佛尔酮二异氰酸酯，CAS号为4098-71-9。
所述催化剂为二月桂酸二丁基锡，CAS号为77-58-7。
所述稀释剂为丙酮，CAS号为67-64-1；S4步骤中丙酮的加入质量与水相同。
所述制备有机磺酸胺盐的方法具体为：
(A)将591g1-氯-2-羟基-3-丙磺酸钠和159g无水碳酸钠加入三口烧瓶中，加入1000g水，在90℃条件下反应6h，得到有机磺酸盐；
(B)以2L/min的速度向有机磺酸盐中持续通入氯化氢气体至无固体析出，过滤，收集滤液，即为有机磺酸粗料；
(C)采用搪瓷薄膜蒸发仪对有机磺酸粗料进行纯化，收集第一轻组分和第一重组分，将第一重组分通入短程分子蒸馏设备中，收集第二轻组分和第二重组分，第二重组分即为有机磺酸纯品；
(D)将有机磺酸纯品与乙醇按照体积比为1：1混合均匀，然后滴加与有机磺酸纯品摩尔量相同的叔胺化合物，反应至pH为7±0.5，得到粗产物，对粗产物进行分子蒸馏去除乙醇，得到有机磺酸胺盐。
实施例5.
本实施例提供了一种有机磺酸胺盐的应用，具体实施方式同实施例1；不同点在于，所述聚合物多元醇为聚乙二醇，购买自江苏省海安石油化工厂，型号为PEG1000。
实施例6.
本实施例提供了一种有机磺酸胺盐的应用，具体实施方式同实施例1；不同点在于，所述聚合物多元醇为聚己内酯多元醇，购买自深圳光华伟业股份有限公司，型号为PCL210。
实施例7.
本实施例提供了一种有机磺酸胺盐的应用，具体实施方式同实施例1；不同点在于，所述聚氨酯的制备原料包括，按照重量百分比计，有机磺酸胺盐1.6％，DMBA 1％，聚合物多元醇39％，多异氰酸酯18％，催化剂0.02％，水补充余量。
所述聚氨酯的合成步骤中S3步骤为：向预聚体A中加入S1步骤制备得到的有机磺酸胺盐，搅拌一段时间后加入DMBA，反应至异氰酸酯基含量为4.2wt％，停止反应，降温至26℃，得到粗料。
所述DMBA的CAS号为4767-03-7。
实施例8.
本实施例提供了一种有机磺酸胺盐的应用，具体实施方式同实施例1；不同点在于，所述聚氨酯的制备原料包括，按照重量百分比计，有机磺酸胺盐1.6％，1,3-丙二醇1％，聚合物多元醇39％，多异氰酸酯18％，催化剂0.02％，水补充余量。
所述聚氨酯的合成步骤中S2步骤为，按照配方量，向三口烧瓶中加入聚合物多元醇，多异氰酸酯，1,3-丙二醇和催化剂，在88℃条件下反应3h，得到预聚体A。
对比例1.
本实施例提供了一种有机磺酸胺盐的应用，所述机磺酸胺盐应用于聚氨酯的合成；所述聚氨酯的制备原料包括，按照重量百分比计，有机磺酸胺盐2.6％，聚合物多元醇39％，多异氰酸酯18％，催化剂0.02％，水补充余量。
所述聚氨酯的合成步骤包括：
S1.按照配方量，向三口烧瓶中加入聚合物多元醇，多异氰酸酯和催化剂，在88℃条件下反应3h，得到预聚体A；
S2.向预聚体A中加入稀释剂，搅拌，得到混合料；将混合料加入含有有机磺酸胺盐的水中，乳化反应0.5h得到粗料；
S3.使用真空旋转蒸发仪去除稀释剂，得到聚氨酯成品。
所述聚合物多元醇为聚丙二醇，聚丙二醇的平均分子量为1000，羟值为112mgKOH/g；购买自上海链集化工有限公司，型号为PPG1000。
所述多异氰酸酯为异佛尔酮二异氰酸酯，CAS号为4098-71-9。
所述催化剂为二月桂酸二丁基锡，CAS号为77-58-7。
所述稀释剂为丙酮，CAS号为67-64-1；S2步骤中丙酮的加入质量与水相同。
所述有机磺酸胺盐为氨基磺酸钠的水溶液，具体型号为A95，购买自赢创工业基团。
所述有机磺酸胺盐和水的重量比为1：1。
对比例2.
本实施例提供了一种聚氨酯，所述聚氨酯的制备方法为：
S1.在三口烧瓶中加入100g后的聚丙二醇，44.45g的异佛尔酮二异氰酸酯，0.05g二月桂酸二丁基锡，88℃反应3h，得到预聚体A；
S2.向预聚体A中加入3.7g 2,2-二羟甲基丁酸，并加入20g丙酮，搅拌反应至异氰酸酯基含量为3.7wt％，停止反应，降温至26℃，得到预聚体B；
S3.向预聚体B中依次加入2.5g三乙胺，70g丙酮，搅拌，得到混合料；将混合料加入水中，乳化反应0.5h得到粗料；
S4.使用真空旋转蒸发仪去除稀释剂，得到聚氨酯成品。
所述聚合物多元醇为聚丙二醇，聚丙二醇的平均分子量为1000，羟值为112mgKOH/g；购买自上海链集化工有限公司，型号为PPG1000。
对比例3.
本实施例提供了一种有机磺酸胺盐的应用，具体实施方式同实施例1；不同点在于，步骤C中采用真空旋转蒸发仪对有机磺酸粗料进行纯化，得到有机磺酸纯品。
性能测试方法
固含量：
取相同量(W0)实施例1-8和对比例1-3制得的聚氨酯于烘干的称量杯中，于120℃烘箱中放置2h，然后转移至干燥器内放置1h，取出后称重(W1)；然后再次在120℃烘箱中放置一段时间，取出称重(W2)，当W1-W2≤0.001g时计算水性聚氨酯乳液的固含量；固含量G＝(W0-W2)/W0×100％。每组实施例样品平行测定5次取平均值。
离心稳定性：
取实施例1-8和对比例1-3制得的聚氨酯进行离心加速沉降实验，离心机的离心速度为3000r/min，离心时间为20min；每组实施例样品分为10份平行样品，离心结束后观察平行样品中出现沉淀的样品个数，定义储存稳定性为A-C级，具体A级：出现沉淀的样品个数为0，B级：出现沉淀的样品个数为1-3个，C级：出现沉淀的样品个数为4-10个。
储存稳定性：
取实施例1-8和对比例1-3制得的聚氨酯放入50℃烘箱中，一周后取出观察聚氨酯乳液是否有分层或者沉淀产生。无分层或沉淀产生判定为合格，反之判定为不合格。
性能测试数据
表1.性能测试数据
| 固含量/％ | 离心稳定性/级 | 储存稳定性 | |
| 实施例1 | 60.3 | A | 合格 |
| 实施例2 | 58.7 | A | 合格 |
| 实施例3 | 57.4 | A | 合格 |
| 实施例4 | 58.1 | A | 合格 |
| 实施例5 | 55.6 | A | 合格 |
| 实施例6 | 57.3 | A | 合格 |
| 实施例7 | 57.9 | A | 合格 |
| 实施例8 | 56.4 | A | 合格 |
| 对比例1 | 50.6 | C | 不合格 |
| 对比例2 | 46.8 | C | 不合格 |
| 对比例3 | 48.3 | B | 不合格 |
最后指出，前述的实例仅是说明性的，用于解释本发明所述方法的一些特征。所附的权利要求旨在要求可以设想的尽可能广的范围，且本文所呈现的实施例仅是根据所有可能的实施例的组合的选择的实施方式的说明。因此，申请人的用意是所附的权利要求不被说明本发明的特征的示例的选择限制。在权利要求中所用的一些数值范围也包括了在其之内的子范围，这些范围中的变化也应在可能的情况下解释为被所附的权利要求覆盖。
Claims (8)
1.一种有机磺酸胺盐的应用，所述机磺酸胺盐应用于聚氨酯的合成；其特征在于，所述聚氨酯中有机磺酸胺盐的重量百分比为1-6%；所述有机磺酸胺盐为二羟基丙磺酸胺盐或二羟基丁磺酸胺盐；所述有机磺酸胺盐的制备方法为：
（A）制备有机磺酸盐；
（B）将酸性气体通入有机磺酸盐中，反应得到有机磺酸粗料；
（C）对有机磺酸粗料进行纯化，得到有机磺酸纯品；
（D）将有机磺酸纯品与叔胺化合物进行反应，得到有机磺酸胺盐；
所述C步骤具体为：将有机磺酸粗料通入薄膜蒸发器中，分离第一轻组分和第一重组分；将第一重组分进一步通入分子蒸馏装置中，分离第二轻组分和第二重组分，收集第二重组分即为有机磺酸纯品。
2.根据权利要求1所述的一种有机磺酸胺盐的应用，其特征在于，所述聚氨酯的制备原料包括，按照重量百分比计，聚合物多元醇30-48%，多异氰酸酯10-27%，催化剂0.01-0.1%，有机磺酸胺盐1-6%，水补充余量。
3.根据权利要求2所述的一种有机磺酸胺盐的应用，其特征在于，所述聚氨酯的制备原料包括，按照重量百分比计，聚合物多元醇36-42%，多异氰酸酯15-20%，催化剂0.01-0.03%，有机磺酸胺盐1-6%，水补充余量。
4.根据权利要求2或3所述的一种有机磺酸胺盐的应用，其特征在于，所述聚合物多元醇包括聚酯多元醇，聚醚多元醇，聚碳酸酯多元醇，聚烯烃多元醇中的至少一种。
5.根据权利要求4所述的一种有机磺酸胺盐的应用，其特征在于，所述聚合物多元醇包括己二酸系聚酯多元醇，苯酐聚酯多元醇，聚己内酯多元醇，聚碳酸酯多元醇，二聚酸聚酯多元醇，聚醚多元醇，聚醚-聚酯多元醇，聚乳酸多元醇的至少一种。
6.根据权利要求2或3所述的一种有机磺酸胺盐的应用，其特征在于，所述多异氰酸酯包括异佛尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、赖氨酸二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、丁烷-1,4-二异氰酸酯、亚甲基二异氰酸酯、聚(异佛尔酮二异氰酸酯)、甲苯亚基2,5-二异氰酸酯、1,6-己二异氰酸酯、三甲基-1,6-己二异氰酸酯、环己烷-1,4-二异氰酸酯中的至少一种。
7.根据权利要求2或3所述的一种有机磺酸胺盐的应用，其特征在于，所述聚氨酯的合成步骤包括：
S1. 制备有机磺酸胺盐；
S2. 将聚合物多元醇，多异氰酸酯混合反应，得到预聚体A；
S3. 向预聚体A中加入有机磺酸胺盐，搅拌反应，得到预聚体B；
S4. 向预聚体B中加入稀释剂，搅拌，得到混合料；将混合料加入水中，乳化反应得到粗料；
S5. 减压去除稀释剂，得到聚氨酯成品。
8.根据权利要求7所述的有机磺酸胺盐的应用，其特征在于，所述S3步骤中，搅拌反应至异氰酸酯基含量为3-6wt%，停止反应，降温至15-32℃，得到预聚体B。
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