CN1958637A

CN1958637A - 聚氨酯的制备方法,和由该方法得到的聚氨酯及其用途

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Publication number: CN1958637A
Application number: CN200510110062.9A
Authority: CN
Inventors: 王志军
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2005-11-04
Filing date: 2005-11-04
Publication date: 2007-05-09

Abstract

本发明公开了一种聚氨酯的制备方法，和由该方法得到的聚氨酯及其用途，该方法包括如下步骤：a)在通氮气保护下，将单体多异氰酸酯三聚体、占总溶剂用量的70～80％的溶剂和催化剂加热至70～80℃，并搅拌；b)加入单官能度封端剂和占总溶剂用量的5～15％的溶剂，于78～82℃进行反应；c)加入单体聚醚二元醇和占总溶剂用量的10～20％的溶剂，于78～82℃进行反应；d)加入含氮杂环化合物封端剂和剩余溶剂，于78～82℃进行反应。本发明的聚氨酯作为颜料分散剂，对稠环有机颜料有很强的吸附稳定作用，同时对环境酸性容忍度也明显提高。

Description

聚氨酯的制备方法，和由该方法得到的聚氨酯及其用途

技术领域

本发明涉及一种聚氨酯的制备方法，和由该方法得到的聚氨酯及其作为颜料分散剂的用途。

背景技术

目前有机颜料世界产量巨大，约占世界染料产量的30％以上，我国有机颜料的产量近几年内突飞猛进。有机颜料技术发展主要是满足用户高档化要求，同时开发具有特殊应用性能的产品。有机颜料与水溶性染料不同：水溶性染料是以水溶液或分散悬浮体通过化学反应使纤维材料着色；有机颜料不溶于使用介质(如：水、有机溶剂或树脂)，而以细微粒子机械地分散于着色介质中。因此，有机颜料的分散稳定是个迫切需要解决的课题。

在溶剂型色漆系统中，分散后的颜料质点主要是靠“空间位阻”(熵变斥力)作用来达到稳定的。分散树脂的稳定作用原理是在颜料质点表面上吸附一层溶剂化的树脂层，当颜料质点由于布朗运动相互接近到一定间距时，树脂层的分子受到挤压和交迭，产生空间位阻作用使之不再继续靠近，从而使颜料质点处于较长期稳定的分散状态。据报道，颜料质点分散体的稳定程度与树脂层在颜料表面上的吸附作用的强弱有很大关系。

在近代涂料工业中，由于有机颜料和合成树脂的应用，依靠树脂本身来稳定颜料质点已很困难，因此专用的颜料分散剂已大量应用，成为色漆的一种必不可少的组分。颜料分散剂是一种两亲性的化合物，其结构的一部分带有极性较大的锚定基，容易吸附在颜料表面，另一部分则是极性较低的溶剂化长分子链，与分散相(树脂与溶剂)有较好的亲和力。由于溶剂化链的舒展和锚定基团的吸附，颜料分散剂特别是高分子量聚合物型颜料分散剂使得许多高性能的有机颜料在合成树脂中的分散稳定不再成为问题。高分子量聚合物型颜料分散剂通常是由常规的聚合反应通过接枝或嵌段的方法合成的。

现有技术中的一类颜料分散剂是以聚醚二元醇为扩链剂，与多异氰酸酯加成物逐步加成聚合，如结构式如下的IPDI与三羟甲基丙烷(TMP)的加成物(TMP-IPDI)：

以含氮杂环化合物例如苯并三唑为封端剂，聚合得到的聚合物产物。虽然该现有技术中的聚合物产物对有机颜料及无机颜料具有分散稳定效果，但对杂环有机颜料如酞菁类、喹吖啶酮类、二噁嗪紫等的稳定能力不足，尤其是在酸性环境下，几乎不能起稳定作用。而此类杂环有机颜料具有色光鲜艳、着色强度高等优良的应用性能，广泛地应用于涂料、油墨、塑料、橡胶、织物印花及化妆品等。它们均为稠环化合物有机颜料，例如自由酞菁环结构如下：

喹吖啶酮颜料结构通式如下：

因此，为了使得这些性能优越的杂环有机颜料具有更好的分散稳定效果，尤其是在酸性环境下的稳定效果，迫切需要开发出新的颜料分散剂。

发明内容

本发明的目的之一是为了解决上述技术问题，提供一种聚氨酯的制备方法。

本发明的聚氨酯的制备方法包括如下步骤：

a)在通氮气保护下，将单体多异氰酸酯三聚体、占总溶剂用量的70～80％的溶剂和催化剂加热至70～80℃，并搅拌；

b)加入单官能度封端剂和占总溶剂用量的5～15％的溶剂，于78～82℃进行反应；

c)加入单体聚醚二元醇和占总溶剂用量的10～20％的溶剂，于78～82℃进行反应；

d)加入含氮杂环化合物封端剂和剩余溶剂，于78～82℃进行反应。

其中，多异氰酸酯三聚体：单官能度封端剂：聚醚二元醇：含氮杂环化合物的摩尔比可以是现有技术中的任何比例；优选1.0∶0.8～1.5∶0.1～0.9∶0.1～0.4；更优选1.0∶1.0∶0.3∶0.25。催化剂和溶剂的用量可以参照现有技术，一般催化剂的量以足够可以起到催化作用即可，较佳地是占所有原料(除溶剂外)重量用量的0.05wt％；而溶剂的用量以将合成所得产物固体成分稀释调整至40％为佳，例如可以是每1mol多异氰酸酯三聚体可使用的总溶剂的用量较佳地为2500～6000g。

所述的多异氰酸酯三聚体可以是现有技术中任何多异氰酸酯三聚体，优选下列均聚和/或共聚三聚体，现将其分为2类：第1类均聚三聚体，如：己二异氰酸酯(HDI)均聚三聚体、甲苯二异氰酸酯(TDI)均聚三聚体、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)均聚三聚体、4，4′-二苯基甲烷-二异氰酸酯(MDI)均聚三聚体、苯二亚甲基二异氰酸酯(XDI)均聚三聚体、4，4-二环己基甲烷二异氰酸酯(H₁₂MDI)均聚三聚体、丁二异氰酸酯(BDI)均聚三聚体、辛二异氰酸酯(ODI)均聚三聚体、癸二异氰酸酯均聚三聚体和/或萘二异氰酸酯(NDI)均聚三聚体，优选己二异氰酸酯(HDI)均聚三聚体、甲苯二异氰酸酯(TDI)均聚三聚体、4，4-二环己基甲烷二异氰酸酯(H₁₂MDI)均聚三聚体、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)均聚三聚体和/或苯二亚甲基二异氰酸酯(XDI)均聚三聚体；第2类为共聚三聚体：如，己二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、4，4′-二苯基甲烷-二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯和/或4，4-二环己基甲烷二异氰酸酯之间的共聚三聚体。其中，所述的多异氰酸酯三聚体更优选异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)均聚三聚体，其结构如下：

所述的单官能度封端剂是指只含有1个能与反应体系进行反应的活性基团或官能团的物质，在本发明中，是指含有1个能与多异氰酸酯三聚体上的NCO反应的活性基团(如羟基)的物质；单官能度封端剂可以将多异氰酸酯三聚体的一部分官能团封闭起来，避免三官能度的多异氰酸酯三聚体和两官能度的聚醚二元醇反应过于剧烈，产生胶化。所述的单官能度封端剂可以是现有技术中的各种单官能度封端剂，优选聚ε-己内酯一元醇，重量分子量较佳地为500～5000，更佳地为1200～1500，最佳地为1500左右。

所述的单体聚醚二元醇优选聚乙二醇(PEG)，数均分子量较佳地为200～3000，更佳地为2000左右；所述的单体聚醚二元醇较佳地是脱水聚醚二元醇，如在使用前进行预处理，该预处理较佳地是在110～115℃真空条件下脱水3h。

所述的含氮杂环化合物优选咪唑、三嗪、吡啶、吡咯和/或苯并三唑。

所述的溶剂是重量比为1.0∶0.5～1.5，较佳地是1.0∶1.0的醇和酯的混合溶剂；其中，所述的醇可为各种醇，较佳地异丁醇、异丙醇、仲丁醇和/或叔丁醇；所述的酯也可为各种酯类，较佳地为丙二醇甲醚醋酸酯、乙二醇甲醚醋酸酯和/或乙二醇乙醚醋酸酯。该混合溶剂一来可以起到稀释合成所得产物固体成分的作用，如稀释调整固体成分至40％，二来在稀释的同时可以起到消除体系剩余NCO的作用。所述的催化剂为二丁基二月桂酸锡。

在本发明的一较佳实施例中，步骤b)于80℃反应0.5～1.5小时，更佳地为1小时；步骤c)于80℃反应0.5～1.5小时后，于88～92℃优选90℃继续反应0.5～1.5小时，优选继续反应1小时，继续在稍高温度下进行反应可以使得该反应更加充分、完全；步骤d)于80℃反应0.5～1.5小时，更佳地1小时。

本发明的目的之二是提供本发明的制备方法得到的聚氨酯。

本发明的聚氨酯是以多异氰酸酯三聚体和聚醚二元醇为扩链剂，以含氮杂环化合物封端的直链或带支链的高分子聚合物。该聚合物结构中含有异氰脲酸酯的六元含氮环状结构，经实验证明带有该环状结构的聚合物作为分散剂使用时对稠环有机颜料具有很好的吸附稳定作用，而且该聚合物结构中的含氮杂环端基对有机颜料也具有较好的吸附稳定性能。

该聚氨酯的重均分子量为5000～50000g/mol；主链占整个聚氨酯聚合物质量的20％～80％，侧链占整个聚氨酯聚合物质量的80％～20％；该聚氨酯聚合物含有1％～50％的多异氰酸酯三聚体结构，含有1％～50％的含氮杂环端基。

本发明的聚氨酯的一种可能的示意结构如下所示：

表示含氮杂环的端基，如：咪唑、三嗪、吡啶、吡咯、苯并三唑等。

IPDI：式中IPDI表示异佛尔酮二异氰酸酯不包含—NCO的部分，其可以由其它二异氰酸酯替代。

PE：式中PE表示聚醚二元醇中不包含—OH的部分。

本发明的目的之三是提供本发明的聚氨酯作为颜料分散剂的用途。

本发明的聚氨酯中的多异氰酸酯三聚体的含氮六元环结构对稠环颜料有很强的吸附能力，其结构与稠环颜料的稠环相似，如同是具有较强亲和能力的锚基，以单点或多点锚定在颜料颗粒表面；同时利用六元环与稠环颜料分子平面形成类似强的π-π键，使二者牢固地结合在一起，从而进一步提高了锚基与颜填料表面的吸附强度。

本发明的积极进步效果在于：本发明的聚氨酯结构中含有异氰脲酸酯三聚体的环状结构，经实验证明带有该环状结构的聚合物作为颜料分散剂使用时对稠环有机颜料有很好的吸附稳定作用，该聚合物结构中的含氮杂环端基对有机颜料也具有较好的吸附稳定性能，同时对酸性环境容忍度也明显提高。

具体实施方式

实施例1

表1

原料	用量
原料	用量	IPDI均聚三聚体^①PEG2000聚ε-己内酯一元醇(M_w＝1500)苯并三唑二丁基二月桂酸锡混合溶剂^②	1.0mol0.3mol1.0mol0.25mol占上述4种原料总量的0.05wt％4000g

①IPDI均聚三聚体购于Degussa公司，商品名T1890；

②重量比为1∶1的异丁醇和丙二醇甲醚醋酸酯的混合溶剂。

将PEG2000在115℃真空条件下脱水3h得干燥的PEG2000，备用。在装有搅拌器、滴液漏斗、冷凝器和温度计的干燥的四颈瓶反应瓶中加入IPDI均聚三聚体、占溶剂总量70％的溶剂、催化剂二丁基二月桂酸锡，通氮气保护下，搅拌加热至75℃；将聚ε-己内酯一元醇和占溶剂总量10％的溶剂缓慢加入反应瓶中，在80℃反应1小时；然后将脱水的PEG2000和占溶剂总量15％的溶剂混合均匀后滴加入反应瓶中，80℃反应1小时；缓慢升温至90℃再保温1小时；最后降温至80℃，滴加入苯并三唑及剩余溶剂的混合物，于80℃反应1小时，得清澈、粘稠状的聚氨酯聚合物。

实施例2

表2

原料	用量
原料	用量	IPDI均聚三聚体PEG2000聚ε-己内酯一元醇(M_w＝1500)咪唑二丁基二月桂酸锡混合溶剂^③	1.0mol0.3mol1.0mol0.25mol占上述4种原料总量的0.05wt％4000g

③重量比为1∶1的异丁醇和丙二醇甲醚醋酸酯的混合溶剂

将PEG2000在115℃真空条件下脱水3h得干燥的PEG2000，备用。在装有搅拌器、滴液漏斗、冷凝器和温度计的干燥的四颈瓶反应瓶中加入IPDI均聚三聚体、占溶剂总量70％的溶剂、催化剂二丁基二月桂酸锡，通氮气保护下，搅拌加热至75℃；将聚ε-己内酯一元醇和占溶剂总量10％的混合溶剂缓慢加入反应瓶，在80℃反应1小时；然后将脱水的PEG2000和占溶剂总量15％的溶剂混合均匀后滴加入反应瓶中，80℃反应1小时；缓慢升温至90℃再保温1小时；最后降温至80℃，滴加入咪唑及剩余溶剂的混合物，于80℃反应1小时，得清澈、粘稠状的聚氨酯聚合物。

实施例3

表3

原料	用量
原料	用量	IPDI均聚三聚体PEG2000聚ε-己内酯一元醇(M_w＝1500)三嗪二丁基二月桂酸锡混合溶剂^④	1.0mol0.3mol1.0mol0.25mol占上述4种原料总量的0.05wt％4000g

④重量比为1∶1的异丁醇和丙二醇甲醚醋酸酯的混合溶剂

将PEG2000在115℃真空条件下脱水3h得干燥的PEG2000，备用。在装有搅拌器、滴液漏斗、冷凝器和温度计的干燥的四颈瓶反应瓶中加入IPDI均聚三聚体、占溶剂总量70％的溶剂、催化剂二丁基二月桂酸锡，通氮气保护下，搅拌加热至75℃；将聚ε-己内酯一元醇和占溶剂总量10％的混合溶剂缓慢加入反应瓶，在80℃反应1小时；然后将脱水的PEG2000和占溶剂总量15％的溶剂混合均匀后滴加入反应瓶中，80℃反应1小时；缓慢升温至90℃再保温1小时；最后降温至80℃，滴加入三嗪及剩余溶剂的混合物，于80℃反应1小时，得清澈、粘稠状的聚氨酯聚合物。

实施例4

表4

原料	用量
原料	用量	HDI均聚三聚体^⑤PEG1000聚ε-己内酯一元醇(M_w＝2000)吡啶二丁基二月桂酸锡混合溶剂^⑥	1.0mol0.8mol1.1mol0.15mol占上述4种原料总量的0.05wt％5000g

⑤HDI均聚三聚体购于Bayer公司，商品名Desmodur N3390

⑥重量比为1∶0.5异丙醇和乙二醇甲醚醋酸酯的混合溶剂

将PEG1000在115℃真空条件下脱水3h得干燥的PEG1000，备用。在装有搅拌器、滴液漏斗、冷凝器和温度计的干燥的四颈瓶反应瓶中加入HDI均聚三聚体、占溶剂总量72％的溶剂、催化剂二丁基二月桂酸锡，通氮气保护下，搅拌加热至70℃；将聚ε-己内酯一元醇和占溶剂总量15％的混合溶剂缓慢加入反应瓶，在78℃反应1.5小时；然后将脱水的PEG1000和占溶剂总量10％的溶剂混合均匀后滴加入反应瓶中，78℃反应1.5小时，缓慢升温至90℃再保温0.5小时；最后降温至82℃，滴加入吡啶及剩余溶剂的混合物，82℃反应0.5小时，得清澈、粘稠状的聚氨酯聚合物。

实施例5

表5

原料	用量
原料	用量	HDI均聚三聚体PEG3000聚ε-己内酯一元醇(M_w＝1200)吡咯	1.0mol0.5mol0.8mol0.35mol

二丁基二月桂酸锡混合溶剂^⑦

占上述4种原料总量的0.05wt％4800g

⑦重量比为1∶1.5的仲丁醇和乙二醇乙醚醋酸酯的混合溶剂

将聚醚二元醇PEG3000在110℃真空条件下脱水3h得干燥的PEG3000，备用。在装有搅拌器、滴液漏斗、冷凝器和温度计的干燥的四颈瓶反应瓶中加入HDI均聚三聚体、占溶剂总量76％的溶剂、催化剂二丁基二月桂酸锡，通氮气保护，搅拌加热至80℃；将聚ε-己内酯一元醇和占溶剂总量5％的混合溶剂缓慢加入反应瓶，在82℃反应0.5小时；将脱水的PEG3000和占溶剂总量15％的溶剂混合均匀后滴加入反应瓶中，在82℃反应1.5小时；然后缓慢滴加入吡咯及剩余溶剂的混合物，78℃反应1.5小时，得清澈、粘稠状的聚氨酯聚合物。

实施例6

表6

原料	用量
原料	用量	TDI-HDI共聚三聚体^⑧PEG200聚ε-己内酯一元醇(M_w＝5000)三嗪二丁基二月桂酸锡混合溶剂^⑨	1.0mol0.9mol0.8mol0.1mol占上述4种原料总量的0.05wt％6000g

⑧TDI-HDI共聚三聚体购于Bayer公司，商品名Desmodur HL

⑨重量比为1∶0.8的异丁醇和乙二醇甲醚醋酸酯的混合溶剂

将聚醚二元醇PEG200在115℃真空条件下脱水3h得干燥的PEG200，备用。在装有搅拌器、滴液漏斗、冷凝器和温度计的干燥的四颈瓶反应瓶中加入TDI-HDI共聚三聚体、占溶剂总量80％的溶剂、催化剂二丁基二月桂酸锡。通氮气保护，搅拌加热至80℃；将聚ε-己内酯一元醇和占溶剂总量7％的混合溶剂缓慢加入反应瓶，在80℃反应1小时；将脱水的PEG200和占溶剂总量10％的溶剂混合均匀后滴加入反应瓶中，在82℃反应1.5小时；然后缓慢滴加入三嗪及剩余溶剂的混合物，于80℃反应1小时，得清澈、粘稠状的聚氨酯聚合物。

实施例7

表7

原料	用量
原料	用量	TDI-HDI共聚三聚体PEG3000聚ε-己内酯一元醇(M_w＝500)苯并三唑二丁基二月桂酸锡混合溶剂^⑩	1.0mol0.1mol1.5mol0.4mol占上述4种原料总量的0.05wt％2500g

⑩重量比为1∶1.2的叔丁醇和丙二醇甲醚醋酸酯的混合溶剂

将PEG3000在115℃真空条件下脱水3h得干燥的PEG3000，备用。在装有搅拌器、滴液漏斗、冷凝器和温度计的干燥的四颈瓶反应瓶中加入TDI-HDI共聚三聚体、占溶剂总量70％的溶剂、催化剂二丁基二月桂酸锡，通氮气保护下，搅拌加热至75℃；将聚ε-己内酯一元醇和占溶剂总量5％的混合溶剂缓慢加入反应瓶，在80℃反应1小时；然后将脱水的PEG3000和占溶剂总量20％的溶剂混合均匀后滴加入反应瓶中，82℃反应0.5小时；缓慢升温至90℃再保温1.5小时；最后降温至80℃，滴加入苯并三唑及剩余溶剂的混合物，80℃反应1小时，得清澈、粘稠状的聚氨酯聚合物。

对比实施例1

表8

原料	用量
原料	用量	TMP-IPDI加成物	1.0mol

PEG2000聚ε-己内酯一元醇(M_w＝1500)苯并三唑二丁基二月桂酸锡混合溶剂^

0.3mol1.0mol0.25mol占上述4种原料总量的0.05wt％4600g

重量比为1∶1的异丁醇和丙二醇甲醚醋酸酯的混合溶剂

将0.1mol三羟甲基丙烷(TMP)和40g甲基异丁基酮(MIBK)溶剂加入带有搅拌器、滴液漏斗、冷凝器和温度计的反应瓶中，通氮气保护，加热到70℃，TMP完全溶解，缓慢滴加0.3mol IPDI和20gMIBK的混合液，温度控制在75℃，2h滴毕，测NCO(根据GB 12009.4标准)含量，含量达标后结束实验，得到TMP-IPDI加成物，出料备用。

将PEG2000在115℃真空条件下脱水3h得干燥的PEG2000，备用。在装有搅拌器、滴液漏斗、冷凝器和温度计的干燥的四颈瓶反应瓶中加入TMP-IPDI加成物、占溶剂总量70％的溶剂、催化剂二丁基二月桂酸锡，通氮气保护下，搅拌加热至75℃；将聚ε-己内酯一元醇和占溶剂总量10％的混合溶液缓慢加入反应瓶，在80℃反应1小时，然后将脱水的PEG2000和占溶剂总量15％的溶剂混合均匀后滴加入反应瓶中，80℃反应1小时，缓慢升温至90℃再保温1小时；最后降温至80℃，滴加入苯并三唑及剩余溶剂的混合物，80℃反应1小时，得清澈、粘稠状的聚氨酯聚合物。

实施例1、2、4及对比实施例1制得的聚氨酯聚合物的性能参数

根据现有技术中的常规方法检测实施例1、2、4及对比实施例1制得的聚氨酯聚合物的性能参数，具体结果及检测标准见表9。

表9性能参数

项目	实施例1	实施例2	实施例4	对比实施例1	检测标准
项目	实施例1	实施例2	实施例4	对比实施例1	检测标准	固体含量(％)密度(20℃)(g/cm³)	391.1	401.2	410.9	400.9	GB7193.3-37DIN 51757

氨值(mgKOH/g)颜色

172

213

202

212

DIN 16945ISO 4630

结论：实施例1～3及对比实施例1制得的聚氨酯聚合物固体含量在39～41％，20℃时的密度在0.9～1.2g/cm³之间，氨值为17～21mg KOH/g，颜色最高为3，本发明的聚氨酯作为颜料分散剂达到了现有技术的水平，符合有关行业标准。

效果实施例1

制备色漆：I型色漆由100g丙烯酸树脂+6g对比实施例1的聚氨酯+30g酞菁兰制备成色浆，再配加50g氨基树脂烤漆制得；II型色漆由100g丙烯酸树脂+6g实施例1的聚氨酯+30g酞菁兰制备成色浆，再配合50g氨基树脂烤漆制得；III型色漆由100g丙烯酸树脂+6g实施例2的聚氨酯+30g酞菁兰制备成色浆，再配合50g氨基树脂烤漆制得；IV型色漆由100g丙烯酸树脂+6g实施例4的聚氨酯+30g酞菁兰制备成色浆，再配合50g氨基树脂烤漆制得。分别将I～IV型色漆在45℃静置存储四周，并于每周的最后一天观察4种色漆的稳定性，结果见表10。

表10实施例1、2、4和对比实施例1的聚氨酯作为颜料分散剂的对比效果

结果表明：与现有技术中的聚氨酯相比，本发明的含有异氰酸酯三聚体结构的聚氨酯作为颜料分散剂对色漆具有很好的分散稳定效果，即使存放四周也很稳定，不会失光，无絮凝。

效果实施例2

制备色漆：I型色漆由100g丙烯酸树脂+6g对比实施例1的聚氨酯+30g酞菁兰制备成色浆，再配合50g氨基树脂烤漆制得；II型色漆由100g丙烯酸树脂+6g实施例1的聚氨酯+30g酞菁兰制备成色浆，再配合50g氨基树脂烤漆。将I型色漆平均分成A、B、C三组，B组加入20wt％的对甲苯磺酸溶液，使得对甲苯磺酸在分散体系中的最终浓度为1wt％；C组加入的封闭对甲苯磺酸，使得封闭对甲苯磺酸在分散体系中的最终浓度为1wt％。再将II型色漆平均分成D、E、F三组，E组加入20wt％的对甲苯磺酸溶液，使得对甲苯磺酸在分散体系中的最终浓度为1wt％；F组加入的封闭对甲苯磺酸，使得封闭对甲苯磺酸在分散体系中的最终浓度为1wt％。再将上述A、B、C、D、E、F六组色漆分散体系在45℃静置贮存4周，并于每周的最后一天检测它们的稳定性，结果见表11。

表11实施例1和对比实施例1的聚氨酯在酸性环境下颜料分散稳定效果

注：封闭对甲苯磺酸购于king公司，商品名为king2500。

结果表明：本发明的聚氨酯相对于对比实施例的聚氨酯来说，对体系的环境酸性容忍度有明显的提高。在1wt％的对甲苯磺酸的环境中，对比实施例的聚氨酯的分散体系稳定性将被破坏，由于对比实施例的聚氨酯主要依靠含氮杂环的端基对颜料进行吸附，在受到强酸的攻击时，含氮杂环的端基会脱附，从而影响对有机颜料的分散稳定。但实施例1的聚氨酯作为颜料分散剂，三聚体的六元环对颜料的吸附作用强，即使受到强酸的攻击分散体系也不会被破坏。

结论：本发明的聚氨酯颜料分散剂对有机颜料，尤其是稠环有机颜料有特别强的稳定作用；本发明的聚氨酯颜料分散剂制备得到的颜料分散体对酸性环境的容忍度有大幅提高。

上述实施例中所涉及到的原材料均为市售。

Claims

1、一种聚氨酯的制备方法，其包括如下步骤：

a)在通氮气保护下，将多异氰酸酯三聚体、占总溶剂用量的70～80％的溶剂和催化剂加热至70～80℃，并搅拌；

2、根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于多异氰酸酯三聚体∶单官能度封端剂∶聚醚二元醇∶含氮杂环化合物的摩尔比为1.0∶0.8～1.5∶0.1～0.9∶0.1～0.4；多异氰酸酯三聚体的摩尔数：总溶剂的重量为1mol：2500～6000g。

3、根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于多异氰酸酯三聚体∶单官能度封端剂∶聚醚二元醇∶含氮杂环化合物的摩尔比为1.0∶1.0∶0.3∶0.25。

4、根据权利要求1、2或3所述的制备方法，其特征在于：所述的多异氰酸酯三聚体是：1)己二异氰酸酯均聚三聚体、甲苯二异氰酸酯均聚三聚体、异佛尔酮二异氰酸酯均聚三聚体、4，4′-二苯基甲烷-二异氰酸酯均聚三聚体、苯二亚甲基二异氰酸酯均聚三聚体、4，4-二环己基甲烷二异氰酸酯均聚三聚体、丁二异氰酸酯均聚三聚体、辛二异氰酸酯均聚三聚体、癸二异氰酸酯均聚三聚体和/或萘二异氰酸酯均聚三聚体，和/或，2)己二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、4，4′-二苯基甲烷-二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯和/或4，4-二环己基甲烷二异氰酸酯之间的共聚三聚体；所述的单官能度封端剂是聚ε-己内酯一元醇，该聚ε-己内酯一元醇重量分子量为500～5000；所述的聚醚二元醇是聚乙二醇，该聚乙二醇的数均分子量为200～3000。

5、根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于该聚ε-己内酯一元醇的重量分子量为1200～1500；该聚乙二醇的数均分子量为2000。

6、根据权利要求1、2或3所述的制备方法，其特征在于：所述的聚醚二元醇是脱水聚醚二元醇；所述的含氮杂环化合物是咪唑、三嗪、吡啶、吡咯和/或苯并三唑。

7、根据权利要求1、2或3所述的制备方法，其特征在于所述的溶剂是重量比为1.0∶0.5～1.5的醇和酯的混合溶剂；所述的醇为异丁醇、异丙醇、仲丁醇和/或叔丁醇，所述的酯为丙二醇甲醚醋酸酯、乙二醇甲醚醋酸酯和/或乙二醇乙醚醋酸酯；所述的催化剂为二丁基二月桂酸锡；步骤b)于80℃反应0.5～1.5小时；步骤c)于80℃反应0.5～1.5小时后，于90℃继续反应0.5～1.5小时；步骤d)于80℃反应0.5～1.5小时。

8、如权利要求1、2或3所述的制备方法得到的聚氨酯。

9、根据权利要求8所述的聚氨酯，其特征在于该聚氨酯的重均分子量为5000～50000g/mol；主链占整个聚氨酯聚合物质量的20％～80％，侧链占整个聚氨酯聚合物质量的80％～20％；该聚氨酯聚合物含有1％～50％的多异氰酸酯三聚体结构，含有1％～50％的含氮杂环端基。

10、权利要求8所述的聚氨酯作为颜料分散剂的用途。