一种氢化蓖麻油支化聚氨酯缔合增稠剂及其制备方法和应用

文档序号:203635 发布日期:2021-11-05 浏览:8次 >En<

阅读说明:本技术 一种氢化蓖麻油支化聚氨酯缔合增稠剂及其制备方法和应用 (Hydrogenated castor oil branched polyurethane associative thickener and preparation method and application thereof ) 是由 宋春梅 陆曼 万波 林雅婷 周新栋 于 2021-05-24 设计创作,主要内容包括:本发明公开了一种氢化蓖麻油支化聚氨酯缔合增稠剂,所述增稠剂具有分子结构简单,氢化蓖麻油支化端基中可通过形成氨酯键引入烷基、芳香官能团,及多官能团物质,增稠效率高、储存稳定性好,所述聚氨酯增稠剂可以增稠水,水性聚氨酯乳液、水性苯丙乳液、水性丙烯酸酯乳液、水性环氧树脂。本发明还公开了所述氢化蓖麻油支化缔合聚氨酯增稠剂的制备方法,以聚乙二醇、二异氰酸酯、氢化蓖麻油、封端剂醇为原料,在催化剂下,反应制备得到所述氢化蓖麻油支化缔合聚氨酯增稠剂。本发明的制备方法具有操作简单,收率高;原料价廉易得;绿色环保,无毒无污染的特点。(The invention discloses a hydrogenated castor oil branched polyurethane associative thickener which has a simple molecular structure, alkyl, aromatic functional groups and polyfunctional substances can be introduced into a branched end group of hydrogenated castor oil through formation of urethane bonds, the thickening efficiency is high, the storage stability is good, and the polyurethane thickener can thicken water, aqueous polyurethane emulsion, aqueous styrene-acrylic emulsion, aqueous acrylic emulsion and aqueous epoxy resin. The invention also discloses a preparation method of the hydrogenated castor oil branched associated polyurethane thickener, which comprises the step of reacting polyethylene glycol, diisocyanate, hydrogenated castor oil and end capping reagent alcohol serving as raw materials in the presence of a catalyst to prepare the hydrogenated castor oil branched associated polyurethane thickener. The preparation method has the advantages of simple operation and high yield; the raw materials are cheap and easy to obtain; green and environment-friendly, and has no toxicity and pollution.)

一种氢化蓖麻油支化聚氨酯缔合增稠剂及其制备方法和应用

技术领域

本发明属于化学及其涂料、胶黏剂技术领域,具体涉及一种氢化蓖麻油支化聚氨酯缔合增稠剂及其制备方法和应用。

背景技术

水性涂料具有无环境污染,无有机溶剂等优点。但水性涂料黏度低(1~10mPa.s)极易流挂,不能直接涂刷。增稠剂可赋予胶粘剂或乳胶漆等稳定的物理化学性能和优异的机械性能(增加储存稳定性、适合刮涂、喷涂及辊涂等施工)。增稠剂被广泛应用于化妆品、食品、医药、乳胶漆、染料、粘合剂、皮革、造纸等领域。

目前常见的增稠剂有四种:

(1)无机类增稠剂,如膨润土类,这类增稠剂价格较低,耐腐蚀性强,缺点是流平性差,相容性差:(2)纤维素类,如羧甲基纤维素,这类增稠剂易被细菌腐蚀降解,耐腐蚀性差;(3)聚丙烯酸酯类,这类增稠剂易受pH值及电解质影响,触变性差,耐水解性差;(4)水性聚氨酯类,具有特殊增稠机理的环保型增稠剂,也称为第三代增稠剂。这类增稠剂以线性为主;不易制备分子量高的聚合物;因此增稠时候用量大,提高成本。

现有的以甘油、季戊四醇、山梨醇为核制备的聚氨酯增稠剂,疏水链短,羟基官能团多,活性大,易交联。

以氢化蓖麻油为核制备聚氨酯增稠剂,具有产物分子量大,核的支链长,不易交联的优点。支化度低,与疏水缔合作用的乳液、固体颗粒和胶束上形成空间立体网状结构,实现对含水体系的增稠。

氢化蓖麻油(hydrogenated castor oil,简称HCO)为蓖麻油的饱和衍生物,氢化蓖麻油的分子式如式(I)和式(II)的混合物:

氢化蓖麻油上羟基(OH官能团官能度=2.7),可与NCO反应,所以可在HEUR的设计中引入氢化蓖麻油,制备一种氢化蓖麻油支化聚氨酯缔合增稠剂。含蓖麻油的涂料寿命长,不易黄变,含蓖麻油的涂料饱满性、光泽性好。氢化蓖麻油为天然可再生的植物油,便宜,来源丰富,具有优异的工业应用价值,在涂料、黏合剂、化妆品、润滑剂等领域应用广泛。

HEUR兼具增稠和流平的效果,可有效地调节流体的流变性能并改善上述中的应用缺陷。HEUR增稠剂效率高,较少用量便可显著提高乳液体系在低时的黏度,具有优异的增稠效果。此外HEUR增稠剂也能提升体系高时的黏度,减小了高时比如使用滚涂方式会产生飞溅的可能。通常,HEUR增稠乳液体系的黏度恢复,在消失后会需要一些时间,有利于流平;不像纤维素类增稠剂的增稠特点,黏度瞬间恢复,流平性较差。同时,HEUR增稠剂还可赋予涂料非常好的光泽度,使涂料耐水、耐洗刷,不易霉变,抗微生物侵蚀能力强。

少量HEUR就可以改善乳液的流变性能,文献大多是通过评估黏度(η)对剪切速率的依赖性来研究HEUR增稠乳液的流变学特点;施工过程中黏度对时间的依赖性,即触变性也尤为重要。触变性与涂料被刷涂后黏度恢复速率直接相关,对涂漆过程中常见的一些问题如流平和流挂起决定性作用。HEUR增稠的乳液具有触变性,在高下也能保持高黏度,移除后,黏度恢复需要时间,利于体系流平。

WO 2006/002813描述了用于在含水介质中的各种应用的聚氨酯增稠剂。这些增稠剂由具有两个羟基的亲水性多元醇、一种或多种疏水性化合物如长链醇和双官能异氰酸酯制备;此时使用过量的NCO基团;所用催化剂为1,8-二氮杂双环[5-4-0]十一碳-7-烯(DABCO)。

以上专利所述的聚氨酯增稠剂产品,以线性为主;不易制备分子量高的聚合物;因此增稠时候用量大,提高成本。现有的以甘油、季戊四醇、山梨醇为核制备的聚氨酯增稠剂,疏水链短,羟基官能团多,活性大,易交联。

官能度为3和4的长枝化的多元醇制备的聚氨酯增稠剂,易交联;官能度=4时,增稠剂自身容易成为球状胶束,不能起到与乳液、固体颗粒和胶束上缔合,形成空间立体网状结构,从而降低增稠效果。

在所述

背景技术

部分公开的上述信息仅用于加强对本公开的背景的理解,因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

为了克服现有技术存在的缺陷,本发明的目的是提出一种氢化蓖麻油支化聚氨酯缔合增稠剂,所述增稠剂为非离子型增稠剂,其分子结构以聚乙二醇为核心,在聚乙二醇的两端接上了异氰酸酯,并选用天然高分子氢化蓖麻油为扩链剂对部分预聚物进行封端,再用一元醇或者一元胺完成封端,其结构如式(III)、式(IV)所示的一种或两种混合物:

其中:

n=90~681;

R为除异氰酸酯外的残留官能团,例如异佛尔酮异氰酸酯IPDI、六亚甲基二异氰酸酯HDI、甲基苯基二异氰酸酯TDI、二环己基甲烷二异氰酸酯HMDI等原料中除异氰酸酯外的残留官能团的一种。

R’为除羟基外的残留官能团,例如CnH2n+1OH支链一元醇以及直链的CH3-(CH2)n-OH除羟基外的残留官能团,所述CnH2n+1OH为异十三烷基醇,异十六烷基醇,异十八烷基醇等;所述CH3-(CH2)n-OH为十二烷基醇,十四烷基醇,十六烷基醇,十八烷基醇等,其中,n=11~28。

本发明还提出了一种氢化蓖麻油支化聚氨酯缔合增稠剂的制备方法,以聚乙二醇PEG,二异氰酸酯,氢化蓖麻油,封端剂醇为反应原料,在催化剂存在下,反应得到氢化蓖麻油支化聚氨酯缔合增稠剂,所述方法如路线(1)所示:

其中:

n=90~681;

R为除异氰酸酯外的残留官能团,例如异佛尔酮异氰酸酯IPDI、六亚甲基二异氰酸酯HDI、甲基苯基二异氰酸酯TDI、二环己基甲烷二异氰酸酯HMDI等原料中除异氰酸酯外的残留官能团的一种。

R’为除羟基外的残留官能团,例如CnH2n+1OH支链一元醇以及直链的CH3-(CH2)n-OH除羟基外的残留官能团,所述CnH2n+1OH为异十三烷基醇,异十六烷基醇,异十八烷基醇等;所述CH3-(CH2)n-OH为十二烷基醇,十四烷基醇,十六烷基醇,十八烷基醇等,其中,n=11~28。

所述方法具体包括以下步骤:

(1)将聚乙二醇PEG和二异氰酸酯加入反应器中,在催化剂1下,发生聚氨酯反应,得到预聚物;

(2)向步骤(1)生成的预聚物中,加入氢化蓖麻油,在催化剂2下,发生反应,得到氢化蓖麻油支化PU预聚物;

(3)向步骤(2)生成的产物中,加入封端剂醇或者封端一元胺及催化剂3,反应得到氢化蓖麻油支化聚氨酯缔合增稠剂。

步骤(1)中,所述PEG、二异氰酸酯、催化剂1的质量比为:1∶(0.00108~0.264)∶(0.00012~0.0024);优选地,为1∶(0.0073~0.0291)∶(0.0007~0.0012)。

步骤(1)中,所述PEG、二异氰酸酯的摩尔比为:1∶(1.01~4);优选地,为1∶(1.1~2.5)。

步骤(1)中,所述催化剂1选自二月桂酸二丁基锡DBTDL、辛酸亚锡、有机铋以及锡铋混合催化剂中的一种或几种;优选地,为DBTDL。

步骤(1)中,所述PEG可以是分子量2000~30000中的一种。

步骤(1)中,所述异氰酸酯选自异佛尔酮异氰酸酯IPDI、六亚甲基二异氰酸酯HDI、甲基苯基二异氰酸酯TDI、二环己基甲烷二异氰酸酯HMDI等中的一种或几种;优选地,为IPDI及HDI。

步骤(1)中,所述反应的温度为50~130℃;优选地,为80~100℃。

步骤(1)中,所述反应的时间为0.5~5小时;优选地,为1~3小时。

步骤(2)中,所述预聚物、氢化蓖麻油、催化剂2的质量比为:1∶(0.0015~0.0291)∶(0.00001~0.0012);优选地,为1∶(0.0073~0.0291)∶(0.0007~0.0012)。

步骤(2)中,所述催化剂2选自二月桂酸二丁基锡DBTDL、辛酸亚锡、有机铋以及锡铋混合催化剂中的一种或几种;优选地,为DBTDL。

步骤(2)中,所述反应的温度为50~130℃;优选地,为80~100℃。

步骤(2)中,所述反应的时间为0.5~5小时;优选地,为1~3小时。

步骤(3)中,所述氢化蓖麻油支化PU预聚物、封端剂醇或者封端一元胺、催化剂3的质量比为:1∶(0.0016~0.14)∶(0.00020~0.0018)。

步骤(3)中,所述封端剂醇选自CnH2n+1OH支链一元醇以及直链的CH3-(CH2)n-OH;其中,所述CnH2n+1OH为异十三烷基醇,异十六烷基醇,异十八烷基醇等;所述CH3-(CH2)n-OH为十二烷基醇,十四烷基醇,十六烷基醇,十八烷基醇等,n=11~28。

步骤(3)中,所述催化剂3选自二月桂酸二丁基锡DBTDL、辛酸亚锡、有机铋以及锡铋混合催化剂中的一种或几种;优选地,为DBTDL。

步骤(3)中,所述反应的温度为50~130℃;优选地,为80~100℃。

步骤(3)中,所述反应的时间为0.5~5小时;优选地,为1~3小时。

或,

所述方法具体包括以下步骤:

(1’)将聚乙二醇PEG、二异氰酸酯和封端剂醇或者封端一元胺加入反应器中,在催化剂1下,发生反应,得到预聚物;

(2’)向步骤(1)生成的预聚物中,加入氢化蓖麻油,在催化剂2下,发生反应,得到氢化蓖麻油支化聚氨酯缔合增稠剂。

步骤(1’)中,所述PEG、封端剂醇或者封端一元胺、二异氰酸酯、催化剂1的质量比为:1∶(0.0016~0.14)∶(0.00108~0.264)∶(0.00012~0.0024);优选地,为1∶(0.035~0.076)∶(0.055~0.085)∶(0.0013~0.0020)。

步骤(1’)中,所述封端剂醇选自CnH2n+1OH支链一元醇以及直链的CH3-(CH2)n-OH;其中,所述CnH2n+1OH为异十三烷基醇,异十六烷基醇,异十八烷基醇等;所述CH3-(CH2)n-OH为十二烷基醇,十四烷基醇,十六烷基醇,十八烷基醇等,n=11~28。

步骤(1’)中,所述催化剂1选自二月桂酸二丁基锡DBTDL、辛酸亚锡、有机铋以及锡铋混合催化剂中的一种或几种;优选地,为DBTDL。

步骤(1’)中,所述PEG可以是分子量2000~30000中的一种。

步骤(1’)中,所述异氰酸酯选自异佛尔酮异氰酸酯IPDI、六亚甲基二异氰酸酯HDI、甲基苯基二异氰酸酯TDI、二环己基甲烷二异氰酸酯HMDI等中的一种或几种;优选地,为IPDI和HDI。

步骤(1’)中,所述反应的温度为50~130℃;优选地,为80~100℃。

步骤(1’)中,所述反应的时间为0.5~5小时;优选地,为1~3小时。

步骤(2’)中,所述预聚物、氢化蓖麻油、催化剂2的质量比为1∶(0.0015~0.0291)∶(0.00001~0.0012);优选地,为1∶(0.0073~0.0291)∶(0.0007~0.0012)。

步骤(2’)中,所述催化剂2选自二月桂酸二丁基锡DBTDL、辛酸亚锡、有机铋以及锡铋混合催化剂中的一种或几种;优选地,为DBTDL。

步骤(2’)中,所述反应的温度为50~130℃;优选地,为80~100℃。

步骤(2’)中,所述反应的时间为0.5~5小时;优选地,为1~3小时。

或,

所述方法具体包括以下步骤:

(1”)将聚乙二醇PEG、氢化蓖麻油、二异氰酸酯和封端剂醇或者封端一元胺加入反应器中,在催化剂1下,发生反应,得到预聚物;得到氢化蓖麻油支化聚氨酯缔合增稠剂。

步骤(1”)中,所述PEG、氢化蓖麻油、封端剂醇或者封端一元胺、二异氰酸酯、催化剂1的质量比为:1∶(0.0015~0.0291)∶(0.0016~0.14)∶(0.00108~0.264)∶(0.00012~0.0024);优选地,为1∶(0.0073~0.0291)∶(0.0035~0.076)∶(0.055~0.085)∶(0.0013~0.002)。

步骤(1”)中,所述封端剂醇选自CnH2n+1OH支链一元醇以及直链的CH3-(CH2)n-OH;其中,所述CnH2n+1OH为异十三烷基醇,异十六烷基醇,异十八烷基醇等;所述CH3-(CH2)n-OH为十二烷基醇,十四烷基醇,十六烷基醇,十八烷基醇等,n=11~28。

步骤(1”)中,所述催化剂1选自二月桂酸二丁基锡DBTDL、辛酸亚锡、有机铋以及锡铋混合催化剂中的一种或几种;优选地,为DBTDL。

步骤(1”)中,所述PEG可以是分子量2000~30000中的一种。

步骤(1”)中,所述异氰酸酯选自异佛尔酮异氰酸酯IPDI、六亚甲基二异氰酸酯HDI、甲基苯基二异氰酸酯TDI、二环己基甲烷二异氰酸酯HMDI等中的一种或几种;优选地,为IPDI和HDI。

步骤(1”)中,所述反应的温度为50~130℃;优选地,为80~100℃。

步骤(1”)中,所述反应的时间为0.5~5小时;优选地,为1~3小时。

在一个

具体实施方式

中,本发明所述氢化蓖麻油支化聚氨酯缔合增稠剂(HCO-HEUR增稠剂)的制备方法,具体包括如下操作步骤:

第一步:预聚反应:将聚乙二醇PEG加入四口烧瓶中,加热至物料全部熔化后升温抽真空,0~5小时后降温,停止抽真空,加入二异氰酸酯,搅拌混合后,加入聚氨酯反应催化剂1(如DBTDL),50~130℃恒温反应0.5~5小时后,取样测定预聚物的NCO值,NCO含量达到1.20%~1.32%后,进行下一步反应;

第二步:支化反应(加入氢化蓖麻油):加入氢化蓖麻油与第一步生成的预聚物中NCO在催化剂2(如DBTDL)的作用下,在50~130℃恒温进行反应,反应0.5~5小时后,取样测定NCO值,NCO含量达到0.8%~1.20%后,得到氢化蓖麻油支化PU预聚物;

第三步:封端反应:加入封端剂醇,搅拌混合后,加入催化剂3(如DBTDL),50~130℃恒温反应0.5~5小时后,取样测定产物中NCO残余值;NCO含量达到预定值0~0.03%后,终止反应得到氢化蓖麻油支化聚氨酯缔合增稠剂。

在第三步反应后,在使用氢化蓖麻油支化聚氨酯缔合增稠剂时,需要混合步骤:在氢化蓖麻油支化聚氨酯缔合增稠剂中,加入溶剂(如乙二醇丁醚等)和去离子水,搅拌均匀,降温,得到固含量约为20%~70%的含有氢化蓖麻油支化聚氨酯缔合增稠剂的HCO-HEUR6(bY)-M。

其中,所述氢化蓖麻油支化聚氨酯缔合增稠剂、溶剂、去离子水的质量比为:1∶(0~4.0)∶(0~4.0)。

其中,所述溶剂可以是乙二醇丁醚、二乙二醇丁醚或乙二醇二丁醚中的一种。

本发明还提出了由上述方法制备得到的氢化蓖麻油支化聚氨酯缔合增稠剂。

本发明还提出了所述氢化蓖麻油支化聚氨酯缔合增稠剂在木器漆、墙壁漆、金属漆、防腐蚀涂料、皮革涂料、纸张涂覆、真石漆、木纹纸、胶黏剂等领域中的应用。

本发明的氢化蓖麻油支化聚氨酯缔合增稠剂在结构上以聚乙二醇为核心,首先在其两端接上了异氰酸酯,其次引入氢化蓖麻油支化,最后后再接上疏水端基,更加有利于亲疏水的分子设计,结构上具有以下优点:

分子结构简单、可以采用不同长度的聚乙二醇,从而实现不同的亲水性。异氰酸酯选择多样性,可以引入各种不同的苯二异氰酸酯等,从而实现不同的缔合增稠效果。采用氢化蓖麻油支化,可以通过蓖麻油添加量,控制支化度。氢化蓖麻油来源丰富,价格便宜,无毒无污染,环境友好。封端剂多样性,可以引入任何带有羟基或者胺基的化合物,从而实现不同的缔合增稠效果。增稠剂可以增稠水性聚氨酯、水性聚丙烯酸酯、水性环氧树脂、水性苯丙乳液等。增稠剂可以用于木器漆、墙壁漆、金属漆、防腐蚀涂料、皮革涂料、纸张涂覆、真石漆、木纹纸、各种胶黏剂领域的增稠。本发明的高分子聚氨酯增稠剂其增稠水,用量为2.8%时,水的粘度由室温0.8mPa.S,增稠到5000mPa.S,增稠6250倍,效果明显。本发明增稠水性涂料,涂料的粘度为3mPa.S,增稠剂用量为1.5%时,增稠后为36000mPa.S,增稠12000倍,效果明显。

本发明制备方法上的优点在于可以用有机铋代替有机锡催化,可以进一步实现绿色、环保。水性增稠剂,无毒、无污染,是绿色的材料。所述单官能度的疏水封端结构衍生于十二胺、十四胺、十六胺、十八胺、1-十二烷醇、1-十四烷醇、1-十六烷醇、2-丁基辛醇、2-己基癸醇、十八醇、二十八醇、异构二十醇中的一种或多种。

附图说明

图1为实施例1的氢化蓖麻油支化聚氨酯缔合增稠剂(P6-IP-20%-C16)的核磁1HNMR谱图。

图2为实施例1的氢化蓖麻油支化聚氨酯缔合增稠剂(P6-IP-20%-C16)的红外IR谱图。

图3为实施例1的氢化蓖麻油支化聚氨酯缔合增稠剂(P6-IP-20%-C16)的凝胶色谱GPC谱图。

图4为实施例1氢化蓖麻油支化聚氨酯缔合增稠剂(P6-IP-20%-C16)的乳液动态剪切图。

图5为实施例1氢化蓖麻油支化聚氨酯缔合增稠剂(P6-IP-20%-C16)的流平性测试。

图6是不同实施例合成的蓖麻油支化聚氨酯缔合增稠剂核磁谱图。

图7是不同实施例合成的蓖麻油支化聚氨酯缔合增稠剂的红外谱图。

图8是不同实施例合成的蓖麻油支化聚氨酯缔合增稠剂的GPC谱图。

图9是不同实施例合成的蓖麻油支化聚氨酯缔合增稠剂的增稠水的流变曲线。

不同氢化蓖麻油支化百分比的(a)bC13;(b)bC16;(c)bC18封端的HEUR在水中(a)4%;(b)2.2%;(c)1.6%浓度下的流变滞后曲线图。

图10是不同实施例合成的蓖麻油支化聚氨酯缔合增稠剂的增稠乳液的流变曲线。

乳液体系中,不同支化百分比的疏水末端为(a)bC13;(b)bC16;(c)bC18的L/H6(bY)-M在(a)3%;(b)2.5%;(c)1.5%浓度下的流变滞后曲线以及支化程度为20%的氢化蓖麻油支化聚氨酯地核增稠剂水溶液在不同浓度下的流变滞后曲线(注:图(b′)和(c′)分别为L/H6(b16)和L/H6(b18)在相同浓度下的的流变曲线)。

图11是不同不同实施例合成的蓖麻油支化聚氨酯缔合增稠剂的增稠乳液的流平流挂图。

支化百分比的疏水末端为(a′)bC13;(b′)bC16;(c′)bC18的L/H6(bY)-M在(a)3%;(b)2.5%;(c)1.5%浓度下的流平性测试结果。结果表明可以根据用途选择合成聚氨酯增稠剂的配方,以及调整用量达到流平流挂兼顾的涂料。

具体实施方式

结合以下具体实施例和附图,对本发明作进一步的详细说明。实施本发明的过程、条件、实验方法等,除以下专门提及的内容之外,均为本领域的普遍知识和公知常识,本发明没有特别限制内容。

实施例1 P6-IP-20%-C16的制备

本发明提供了氢化蓖麻油支化聚氨酯缔合增稠剂P6-IP-20%-C16的制备方法,具体包括如下操作步骤:

(1)预聚反应:将200g的PEG6000加入带有机械搅拌、温度计、抽真空口和加料口的四口烧瓶中,加热至50~60℃,待物料全部熔化后升温至120℃抽真空,保持真空度在0.095MPa以下,2h后降温至90℃(保持真空);停止抽真空,加入15g IPDI,搅拌混合15min后,加入0.28g DBTDL,恒温反应2h,取样测定预聚物的NCO值;NCO含量为1.32%以下得到预聚物时,进行下一步反应;

PEG6000、IPDI、DBTDL的质量比为:1∶0.075∶0.0014。

(2)支化反应(加入氢化蓖麻油):加入6.27g氢化蓖麻油与预聚物中NCO总量的一部分(20%)在0.25g催化剂DBTDL的作用下进行反应,反应0.5-1h后,取样测定NCO值,NCO含量为1.20%以下得到氢化蓖麻油支化PU预聚物时,进行下一步反应;

预聚物、氢化蓖麻油、DBTDL的质量比为:1∶0.0291∶0.0012。

(3)封端反应:达到预定值后,加入10.05g封端剂醇(bC16),搅拌15min,加入0.34gDBTDL,恒温反应2h,取样测定产物中NCO残余值;NCO含量为0.03%以下时,终止反应得到氢化蓖麻油支化聚氨酯增稠剂;

氢化蓖麻油支化PU预聚物、封端剂醇、DBTDL的质量比为:1∶0.0453∶0.0015。

(4)混合:向氢化蓖麻油支化聚氨酯缔合增稠剂中加入165g乙二醇丁醚,再加入165g去离子水,搅拌均匀,降温至40℃以下,得到实测固含量为39.17%的含有氢化蓖麻油支化聚氨酯缔合增稠剂的HCO-HEUR6(bY)-M,其中Y为16,分别代表bC16。M为20%,代表计算出的参与支化反应的NCO的百分比。

氢化蓖麻油聚氨酯缔合增稠剂、乙二醇丁醚、去离子水的质量比为:1∶0.711∶0.711。

实施例2 P6-IP-5%-C16的制备

本发明提供了氢化蓖麻油支化聚氨酯缔合增稠剂P6-IP-5%-C16的制备方法,具体包括如下操作步骤:

(1)预聚反应:将200g的PEG6000加入带有机械搅拌、温度计、抽真空口和加料口的四口烧瓶中,加热至50~60℃,待物料全部熔化后升温至120℃抽真空,保持真空度在0.095MPa以下,2h后降温至90℃(保持真空);停止抽真空,加入15g IPDI,搅拌混合15min后,加入0.26g DBTDL,恒温反应2h,取样测定预聚物的NCO值;NCO含量为1.32%以下时,进行下一步反应;

PEG6000、IPDI、DBTDL的质量比为:1∶0.075∶0.0013。

(2)支化反应(加入氢化蓖麻油):加入1.58g氢化蓖麻油与预聚物中NCO总量的一部分(5%)在0.18g催化剂DBTDL的作用下进行反应,反应0.5-1h后,取样测定NCO值,NCO含量为1.20%以下时,得到氢化蓖麻油支化PU预聚物进行下一步反应;

预聚物、氢化蓖麻油、DBTDL的质量比为:1∶0.0073∶0.0008。

(3)封端反应:达到预定值后,加入14.92g封端剂醇(bC16),搅拌15min,加入0.32gDBTDL,恒温反应2h,取样测定产物中NCO残余值;NCO含量为0.03%以下时,终止反应得到氢化蓖麻油支化聚氨酯缔合增稠剂;

氢化蓖麻油支化PU预聚物、封端剂醇、DBTDL的质量比为:1∶0.0687∶0.0014

(4)混合:向氢化蓖麻油支化聚氨酯缔合增稠剂中加入165g乙二醇丁醚,再加入165g去离子水,搅拌均匀,降温至40℃以下,得到实测固含量为39.09%的含有蓖麻油支化聚氨酯缔合增稠剂的HCO-HEUR6(bY)-M,其中Y为16,分别代表bC16。M为5%,代表计算出的参与支化反应的NCO的百分比。

氢化蓖麻油支化聚氨酯缔合增稠剂、乙二醇丁醚、去离子水的质量比为:1∶0.710∶0.710

实施例3 P6-IP-5%-C13的制备

本发明提供了氢化蓖麻油支化聚氨酯缔合增稠剂P6-IP-5%-C13的制备方法,具体包括如下操作步骤:

(1)预聚反应:将200g的PEG6000加入带有机械搅拌、温度计、抽真空口和加料口的四口烧瓶中,加热至50~60℃,待物料全部熔化后升温至120℃抽真空,保持真空度在0.095MPa以下,2h后降温至90℃(保持真空);停止抽真空,加入15g IPDI,搅拌混合15min后,加入0.39g DBTDL,恒温反应2h,取样测定预聚物的NCO值;NCO含量为1.32%以下得到预聚物时,进行下一步反应;

PEG6000、IPDI、DBTDL的质量比为:1∶0.075∶0.0020。

(2)支化反应(加入氢化蓖麻油):加入1.58g氢化蓖麻油与预聚物中NCO总量的一部分(5%)在0.24g催化剂DBTDL的作用下进行反应,反应0.5-1h后,取样测定NCO值,NCO含量为1.20%以下时,得到氢化蓖麻油支化PU预聚物进行下一步反应;

预聚物、氢化蓖麻油、DBTDL的质量比为:1∶0.0073∶0.0011。

(3)封端反应:达到预定值后,加入10.54g封端剂醇(bC13),搅拌15min,加入0.30gDBTDL,恒温反应2h,取样测定产物中NCO残余值;NCO含量为0.03%以下时,终止反应的氢化蓖麻油支化聚氨酯缔合增稠剂;

氢化蓖麻油支化PU预聚物、封端剂醇、DBTDL的质量比为:1∶0.048∶0.0013。

(4)混合:向氢化蓖麻油支化聚氨酯缔合增稠剂中加入165g乙二醇丁醚,再加入165g去离子水,搅拌均匀,降温至40℃以下,得到实测固含量为38.98%的含有蓖麻油支化聚氨酯缔合增稠剂的HCO-HEUR6(bY)-M,其中Y为13,分别代表bC13。M为5%,代表计算出的参与支化反应的NCO的百分比。

氢化蓖麻油聚氨酯缔合增稠剂、乙二醇丁醚、去离子水的质量比为:1∶0.722∶0.722。

实施例4 P6-IP-10%-C16的制备

本发明提供了氢化蓖麻油支化聚氨酯缔合增稠剂P6-IP-10%-C16的制备方法,具体包括如下操作步骤:

(1)预聚反应:将200g的PEG6000加入带有机械搅拌、温度计、抽真空口和加料口的四口烧瓶中,加热至50~60℃,待物料全部熔化后升温至120℃抽真空,保持真空度在0.095MPa以下,2h后降温至90℃(保持真空);停止抽真空,加入15g IPDI,搅拌混合15min后,加入0.35g DBTDL,恒温反应2h,取样测定预聚物的NCO值;NCO含量为1.32%以下得到预聚物时,进行下一步反应;

PEG6000、IPD1、DBTDL的质量比为:1∶0.075∶0.0018。

(2)支化反应(加入氢化蓖麻油):加入3.2g氢化蓖麻油与预聚物中NCO总量的一部分(10%)在0.20g催化剂DBTDL的作用下进行反应,反应0.5-1h后,取样测定NCO值,NCO含量为1.20%以下时,得到氢化蓖麻油支化PU预聚物进行下一步反应;

预聚物、氢化蓖麻油、DBTDL的质量比为:1∶0.1486∶0.0009。

(3)封端反应:达到预定值后,加入12.3g封端剂醇(bC16),搅拌15min,加入0.30gDBTDL,恒温反应2h,取样测定产物中NCO残余值;NCO含量为0.03%以下时,终止反应得到氢化蓖麻油支化聚氨酯缔合增稠剂;

氢化蓖麻油支化PU预聚物、封端剂醇、DBTDL的质量比为:1∶0.0562∶0.0014。

(4)混合:向氢化蓖麻油支化聚氨酯缔合增稠剂加入165g乙二醇丁醚,再加入165g去离子水,搅拌均匀,降温至40℃以下,得到实测固含量为38.8%的含有氢化蓖麻油支化聚氨酯缔合增稠剂的HCO-HEUR6(bY)-M,其中Y为16,分别代表bC16。M为10%,代表计算出的参与支化反应的NCO的百分比。

氢化蓖麻油聚氨酯缔合增稠剂、乙二醇丁醚、去离子水的质量比为:1∶0.713∶0.713。

实施例5 P6-IP-10%-C13的制备

本发明提供了氢化蓖麻油支化聚氨酯缔合增稠剂P6-IP-10%-C13的制备方法,具体包括如下操作步骤:

(1)预聚反应:将200g的PEG6000加入带有机械搅拌、温度计、抽真空口和加料口的四口烧瓶中,加热至50~60℃,待物料全部熔化后升温至120℃抽真空,保持真空度在0.095MPa以下,2h后降温至90℃(保持真空);停止抽真空,加入15g IPDI,搅拌混合15min后,加入0.32g DBTDL,恒温反应2h,取样测定预聚物的NCO值;NCO含量为1.32%以下得到预聚物时,进行下一步反应;

PEG6000、IPDI、DBTDL的质量比为:1∶0.075∶0.0016。

(2)支化反应(加入氢化蓖麻油):加入3.2g氢化蓖麻油与预聚物中NCO总量的一部分(10%)在0.21g催化剂DBTDL的作用下进行反应,反应0.5-1h后,取样测定NCO值,NCO含量为1.20%以下时,得到氢化蓖麻油PU预聚物进行下一步反应;

预聚物、氢化蓖麻油、DBTDL的质量比为:1∶0.1486∶0.0010。

(3)封端反应:达到预定值后,加入11.33g封端剂醇(bC13),搅拌15min,加入0.26gDBTDL,恒温反应2h,取样测定产物中NCO残余值;NCO含量为0.03%以下时,终止反应得到氢化蓖麻油支化聚氨酯缔合增稠剂;

氢化蓖麻油支化PU预聚物、封端剂醇、DBTDL的质量比为:1∶0.0518∶0.0012。

(4)混合:向氢化蓖麻油支化聚氨酯缔合增稠剂中加入165g乙二醇丁醚,再加入165g去离子水,搅拌均匀,降温至40℃以下,得到实测固含量为38.84%的含有蓖麻油支化聚氨酯缔合增稠剂的HCO-HEUR6(bY)-M,其中Y为13,分别代表bC13。M为10%,代表计算出的参与支化反应的NCO的百分比。

氢化蓖麻油聚氨酯缔合增稠剂、乙二醇丁醚、去离子水的质量比为:1∶0.716∶0.716。

实施例6 P6-IP-15%-C13的制备

本发明提供了蓖麻油支化聚氨酯缔合增稠剂P6-IP-15%-C13的制备方法,具体包括如下操作步骤:

(1)预聚反应:将200g的PEG6000加入带有机械搅拌、温度计、抽真空口和加料口的四口烧瓶中,加热至50~60℃,待物料全部熔化后升温至120℃抽真空,保持真空度在0.095MPa以下,2h后降温至90℃(保持真空);停止抽真空,加入15g IPDI,搅拌混合15min后,加入0.34g DBTDL,恒温反应2h,取样测定预聚物的NCO值;NCO含量为1.32%以下得到预聚物时,进行下一步反应;

PEG6000、IPDI、DBTDL的质量比为:1∶0.075∶0.0017。

(2)支化反应(加入氢化蓖麻油):加入4.7g氢化蓖麻油与预聚物中NCO总量的一部分(15%)在0.21g催化剂DBTDL的作用下进行反应,反应0.5-1h后,取样测定NCO值,NCO含量为1.20%以下时,得到氢化蓖麻油支化PU预聚物进行下一步反应;

预聚物、氢化蓖麻油、DBTDL的质量比为:1∶0.0218∶0.0010。

(3)封端反应:达到预定值后,加入9.48g封端剂醇(bC13),搅拌15min,加入0.35gDBTDL,恒温反应2h,取样测定产物中NCO残余值;NCO含量为0.03%以下时,终止反应得到氢化蓖麻油支化聚氨酯缔合增稠剂;

氢化蓖麻油支化PU预聚物、封端剂醇、DBTDL的质量比为:1∶0.0430∶0.0016。

(4)混合:向氢化蓖麻油支化聚氨酯缔合增稠剂中加入165g乙二醇丁醚,再加入165g去离子水,搅拌均匀,降温至40℃以下,得到实测固含量为38.92%的含有氢化蓖麻油支化聚氨酯缔合增稠剂的HCO-HEUR6(bY)-M,其中Y为13,分别代表bC13。M为15%,代表计算出的参与支化反应的NCO的百分比。

氢化蓖麻油聚氨酯缔合增稠剂、乙二醇丁醚、去离子水的质量比为:1∶0.717∶0.717。

实施例7 P6-IP-15%-C18的制备

本发明提供了氢化蓖麻油支化聚氨酯缔合增稠剂P6-IP-15%-C18的制备方法,具体包括如下操作步骤:

(1)预聚反应:将200g的PEG6000加入带有机械搅拌、温度计、抽真空口和加料口的四口烧瓶中,加热至50~60℃,待物料全部熔化后升温至120℃抽真空,保持真空度在0.095MPa以下,2h后降温至90℃(保持真空);停止抽真空,加入15g IPDI,搅拌混合15min后,加入0.34g DBTDL,恒温反应2h,取样测定预聚物的NCO值;NCO含量为1.32%以下得到预聚物时,进行下一步反应;

PEG6000、IPDI、DBTDL的质量比为:1∶0.075∶0.0017。

(2)支化反应(加入氢化蓖麻油):加入4.7g氢化蓖麻油与预聚物中NCO总量的一部分(15%)在0.16g催化剂DBTDL的作用下进行反应,反应0.5-1h后,取样测定NCO值,NCO含量为1.20%以下时,得到氢化蓖麻油支化PU预聚物进行下一步反应;

预聚物、氢化蓖麻油、DBTDL的质量比为:1∶0.0218∶0.0007。

(3)封端反应:达到预定值后,加入11.42g封端剂醇(bC18),搅拌15min,加入0.39gDBTDL,恒温反应2h,取样测定产物中NCO残余值;NCO含量为0.03%以下时,终止反应得到氢化蓖麻油支化聚氨酯缔合增稠剂;

氢化蓖麻支化PU预聚物、封端剂醇、DBTDL的质量比为:1∶0.0519∶0.0018。

(4)混合:向氢化蓖麻油支化聚氨酯缔合增稠剂中加入165g乙二醇丁醚,再加入165g去离子水,搅拌均匀,降温至40℃以下,得到实测固含量为39.07%的含有氢化蓖麻油支化聚氨酯缔合增稠剂的HCO-HEUR6(bY)-M,其中Y为18,分别代表bC18。M为15%,代表计算出的参与支化反应的NCO的百分比。

氢化蓖麻油聚氨酯缔合增稠剂、乙二醇丁醚、去离子水的质量比为:1∶0.711∶0.711。

实施例8 P6-IP-5%-C18的制备

本发明提供了氢化蓖麻油支化聚氨酯缔合增稠剂P6-IP-5%-C18的制备方法,具体包括如下操作步骤:

(1)预聚反应:将200g的PEG6000加入带有机械搅拌、温度计、抽真空口和加料口的四口烧瓶中,加热至50~60℃,待物料全部熔化后升温至120℃抽真空,保持真空度在0.095MPa以下,2h后降温至90℃(保持真空);停止抽真空,加入15g IPDI,搅拌混合15min后,加入0.32g DBTDL,恒温反应2h,取样测定预聚物的NCO值,NCO含量为1.32%以下时得到预聚物,进行下一步反应;

PEG6000、IPDI、DBTDL的质量比为1∶0.075∶0.0016。

(2)支化反应(加入氢化蓖麻油):加入1.57g氢化蓖麻油与预聚物中NCO总量的一部分(5%)在0.15g催化剂锌酸亚锡的作用下进行反应,反应0.5-1h后,取样测定NCO值,NCO含量为1.20%以下时,得到氢化蓖麻油支化PU预聚物进行下一步反应;

预聚物、氢化蓖麻油、锌酸亚锡的质量比为:1∶0.0073∶0.0007。

(3)封端反应:达到预定值后,加入16.65g封端剂醇(bC18),搅拌15min,加入0.21gDBTDL,恒温反应2h,取样测定产物中NCO残余值;NCO含量为0.03%以下时,终止反应得到氢化蓖麻油支化聚氨酯缔合增稠剂;

氢化蓖麻油支化PU预聚物、封端剂醇、DBTDL的质量比为:1∶0.0767∶0.0010。

(4)混合:向氢化蓖麻油支化聚氨酯缔合增稠剂中加入170g乙二醇丁醚,再加入170g去离子水,搅拌均匀,降温至40℃以下,得到实测固含量为37.75%的含有氢化蓖麻油支化聚氨酯缔合增稠剂的HCO-HEUR6(bY)-M,其中Y为18,代表bC18。M为5%,代表计算出的参与支化反应的NCO的百分比。

氢化蓖麻油聚氨酯缔合增稠剂、乙二醇丁醚、去离子水的质量比为:1∶0.727∶0.727。

实施例9 P12-HDI-20%-C28的制备

本发明提供了氢化蓖麻油支化聚氨酯缔合增稠剂P12-HDI-20%-C28的制备方法,具体包括如下操作步骤:

(1)预聚反应:将400g的PEG12000加入带有机械搅拌、温度计、抽真空口和加料口的四口烧瓶中,加热至50~60℃,待物料全部熔化后升温至120℃抽真空,保持真空度在0.095MPa以下,2h后降温至80℃(保持真空);停止抽真空,加入11g HDI,搅拌混合15min后,加入0.27g辛酸亚锡,恒温反应1h,取样测定预聚物的NCO值;NCO含量为1.32%以下得到预聚物时,进行下一步反应;

PEG12000、HDI、辛酸亚锡的质量比为:1∶0.0275∶0.00068。

(2)支化反应(加入氢化蓖麻油):加入6.27g氢化蓖麻油与预聚物中NCO总量的一部分(20%)在0.09g催化剂辛酸亚锡的作用下进行反应,反应0.5-1h后,取样测定NCO值,NCO含量为1.20%以下时,得到氢化蓖麻油支化PU预聚物进行下一步反应;

预聚物、氢化蓖麻油、辛酸亚锡的质量比为:1∶0.0153∶0.00021。

(3)封端反应:达到预定值后,加入13.21g封端剂醇(bC28),搅拌15min,加入0.16g辛酸亚锡,恒温反应2h,取样测定产物中NCO残余值;NCO含量为0.03%以下时,终止反应得到氢化蓖麻油支化聚氨酯缔合增稠剂;

氢化蓖麻油支化PU预聚物、封端剂醇、辛酸亚锡的质量比为:1∶0.0316∶0.00038。

(4)混合:向氢化蓖麻油支化聚氨酯缔合增稠剂中加入120g二乙二醇丁醚,再加入165g去离子水,搅拌均匀,降温至40℃以下,得到实测固含量为58.4%的含有氢化蓖麻油支化聚氨酯缔合增稠剂的HCO-HEUR6(bY)-M,其中Y为28,分别代表bC28。M为20%,代表计算出的参与支化反应的NCO的百分比。

氢化蓖麻油支化聚氨酯缔合增稠剂、二乙二醇丁醚、去离子水的质量比为:1∶0.30∶0.413。

实施例10 P30-TD-5%-C18的制备

本发明提供了氢化蓖麻油支化聚氨酯缔合增稠剂P30-TD-5%-C18的制备方法,具体包括如下操作步骤:

(1)预聚反应:将1000g的PEG30000加入带有机械搅拌、温度计、抽真空口和加料口的四口烧瓶中,加热至50~60℃,待物料全部熔化后升温至120℃抽真空,保持真空度在0.095MPa以下,2h后降温至50℃(保持真空);停止抽真空,加入10.8g TDI,搅拌混合15min后,加入0.12g有机铋,恒温反应2h,取样测定预聚物的NCO值,NCO含量为1.32%以下时得到预聚物,进行下一步反应;

PEG6000、TDI、有机铋的质量比为1∶0.00108∶0.00012。

(2)支化反应(加入氢化蓖麻油):加入1.57g氢化蓖麻油与预聚物中NCO总量的一部分(5%)在0.01g催化剂有机铋的作用下进行反应,反应0.5-1h后,取样测定NCO值,NCO含量为1.20%以下时,得到氢化蓖麻油支化PU预聚物进行下一步反应;

预聚物、氢化蓖麻油、有机铋的质量比为:1∶0.0015∶0.00001。

(3)封端反应:达到预定值后,加入16.65g封端剂醇(bC18),搅拌15min,加入0.02g有机铋,恒温反应2h,取样测定产物中NCO残余值;NCO含量为0.03%以下时,终止反应得到氢化蓖麻油支化聚氨酯缔合增稠剂;

氢化蓖麻油支化PU预聚物、封端剂醇、有机铋的质量比为:1∶0.0016∶0.0002。

(4)混合:向氢化蓖麻油支化聚氨酯缔合增稠剂中加入500g乙二醇丁醚,再加入1000g去离子水,搅拌均匀,降温至40℃以下,得到实测固含量为40%的含有氢化蓖麻油支化聚氨酯缔合增稠剂的HCO-HEUR6(bY)-M,其中Y为18,代表bC18。M为5%,代表计算出的参与支化反应的NCO的百分比。

氢化蓖麻油聚氨酯缔合增稠剂、乙二醇丁醚、去离子水的质量比为:1∶0.5∶0.97。

实施例11 P2-HMDI-5%-C12的制备

本发明提供了氢化蓖麻油支化聚氨酯缔合增稠剂P2-HMDI-5%-C12的制备方法,具体包括如下操作步骤:

(1)预聚反应:将67g的PEG2000加入带有机械搅拌、温度计、抽真空口和加料口的四口烧瓶中,加热至50~60℃,待物料全部熔化后升温至120℃抽真空,保持真空度在0.095MPa以下,2h后降温至80℃(保持真空);停止抽真空,加入17.7g HMDI,搅拌混合15min后,加入0.16g有机铋,恒温反应2h,取样测定预聚物的NCO值,NCO含量为1.32%以下时得到预聚物,进行下一步反应;

PEG2000、HMDI、有机铋的质量比为1∶0.264∶0.0024。

(2)支化反应(加入氢化蓖麻油):加入1.57g氢化蓖麻油与预聚物中NCO总量的一部分(5%)在0.08g催化剂有机铋的作用下进行反应,反应0.5-1h后,取样测定NCO值,NCO含量为1.20%以下时,得到氢化蓖麻油支化PU预聚物进行下一步反应;

预聚物、氢化蓖麻油、有机铋的质量比为:1∶0.0196∶0.001。

(3)封端反应:达到预定值后,加入11.5g封端剂醇(C12),搅拌15min,加入0.11g有机铋,恒温反应2h,取样测定产物中NCO残余值;NCO含量为0.03%以下时,终止反应得到氢化蓖麻油支化聚氨酯缔合增稠剂;

氢化蓖麻油支化PU预聚物、封端剂醇、有机铋的质量比为:1∶0.14∶0.0014。

(4)混合:向氢化蓖麻油支化聚氨酯缔合增稠剂中加入25g乙二醇丁醚,再加入50g去离子水,搅拌均匀,降温至40℃以下,得到实测固含量为49.75%的含有氢化蓖麻油支化聚氨酯缔合增稠剂的HCO-HEUR6(bY)-M,其中Y为18,代表bC18。M为5%,代表计算出的参与支化反应的NCO的百分比。

氢化蓖麻油聚氨酯缔合增稠剂、乙二醇丁醚、去离子水的质量比为:1∶0.31∶0.625。

实施例12一锅法制备P6-IP-20%-C16

本发明提供了氢化蓖麻油支化聚氨酯缔合增稠剂P6-IP-20%-C16的制备方法,具体包括如下操作步骤:

为进一步缩短实验步骤,采用一锅法制备氢化蓖麻油支化聚氨酯缔合增稠剂

(1)将200g的PEG6000加入带有机械搅拌、温度计、抽真空口和加料口的四口烧瓶中,加热至50~60℃,待物料全部熔化后升温至120℃抽真空,保持真空度在0.095MPa以下,2h后降温至90℃(保持真空);停止抽真空,加入6.27g氢化蓖麻油,10.05g封端剂醇(bC16),搅拌均匀。加入15g IPDI,搅拌混合15min后,加入0.28g DBTDL,恒温反应2h,取样测定NCO值;当NCO含量为0.03%以下停止反应,得氢化蓖麻油支化聚氨酯缔合增稠剂;

PEG6000、氢化蓖麻油、封端剂醇、IPDI、DBTDL的质量比为:1∶0.03135∶0.05025∶0.075∶0.0014。

(2)混合:向氢化蓖麻油支化聚氨酯缔合增稠剂中加入165g乙二醇丁醚,再加入165g去离子水,搅拌均匀,降温至40℃以下,得到实测固含量为39.17%的含有氢化蓖麻油支化聚氨酯缔合增稠剂的HCO-HEUR6(bY)-M,其中Y为16,分别代表bC16。支化度M为20%,代表计算出的参与支化反应的NCO的百分比。

实施例13两步法制备P6-IP-20%-C16

本发明提供了氢化蓖麻油支化聚氨酯缔合增稠剂P6-IP-20%-C16的制备方法,具体包括如下操作步骤:

为进一步缩短实验步骤,采用两步法制备氢化蓖麻油支化聚氨酯缔合增稠剂

(1)预聚反应:将200g的PEG6000加入带有机械搅拌、温度计、抽真空口和加料口的四口烧瓶中,加热至50~60℃,待物料全部熔化后升温至120℃抽真空,保持真空度在0.095MPa以下,2h后降温至90℃(保持真空);停止抽真空,10.05g封端剂醇(bC16),搅拌均匀。

加入15g IPDI,搅拌混合15min后,加入0.28g锡铋混合催化剂,恒温反应2h,取样测定预聚物的NCO值;NCO含量为0.12%以下得到预聚物时,进行下一步反应;

PEG6000、封端剂醇、IPDI、锡铋混合催化剂的质量比为:1∶0.05025∶0.075∶0.0014。

(2)支化反应(加入氢化蓖麻油):加入6.27g氢化蓖麻油与预聚物中NCO总量的一部分(20%)在0.25g催化剂锡铋混合催化剂的作用下进行反应,反应0.5-1h后,取样测定NCO值,NCO含量为0.020%以下,得到氢化蓖麻油支化聚氨酯缔合增稠剂;

预聚物、氢化蓖麻油、锡铋混合催化剂的质量比为:1∶0.0291∶0.0012。

(3)混合:向氢化蓖麻油支化聚氨酯缔合增稠剂中加入165g乙二醇丁醚,再加入165g去离子水,搅拌均匀,降温至40℃以下,得到实测固含量为39.17%的含有氢化蓖麻油支化聚氨酯缔合增稠剂的HCO-HEUR6(bY)-M,其中Y为16,分别代表bC16。M为20%,代表计算出的参与支化反应的NCO的百分比。

氢化蓖麻油聚氨酯缔合增稠剂、乙二醇丁醚、去离子水的质量比为:1∶0.711∶0.711。

其中,需要注意的是,本发明由于不能穷尽所有实验,当实施本发明制备方法时,只要所述原料、催化剂1~5、封端剂醇、反应温度、反应时间、物料比等在本发明权利要求保护的范围内均可以获得高增稠效率、储存稳定性好的氢化蓖麻油支化聚氨酯缔合增稠剂。

聚合物标号英文缩写说明:HCO-HEUR6(bY)-M,其中Y为13,16和18,分别代表bC13,bC16和bC18异构醇。M为5%,10%,15%和20%,代表与参与氢化蓖麻油支化反应的NCO的百分比。HEUR6代表PEG6000为原料合成的聚氨酯。HCO代表氢化蓖麻油。

P6-IP-20%-bC16代表用PEG6000,IPDI,bC16为原料,20%代表与参与支化反应的氢化蓖麻油用掉的NCO和一元醇封端剂用掉的NCO的百分比。

应用例1本发明实施例1所合成的氢化蓖麻油支化聚氨酯缔合增稠剂的应用:

HCO-HEUR6(bY)-M增稠水溶液的配制

分别将计算量的HCO-HEUR6(bY)-M加入去离子水(粘度为0.8mPa.S)中,在室温下搅拌20min或以上,使HCO-HEUR6(bY)-M在水溶液中分散均匀,得到质量分数

不同比例(0.5%、1%、1.6%、2.2%、4%)的HCO-HEUR6(bY)-M水溶液。

表1增稠剂固含量和水分数

增稠水的曲线见附图9:水的粘度为0.8mPa.S,且为牛顿流体。在图9(b)中,图中的%代表的是氢化蓖麻油反应的NCO百分含量。增稠剂用量为2.2%的HCO-HEUR6(b16)-M水溶液呈剪切变稀行为,有明显的触变性。在为4s-1时,HCO-HEUR6(b16)-10%(实施例4)的黏度值1600mPa.S仍是最高,但其触变性也是最大。在为4s-1时HCO-HEUR6(b16)-20%的黏度值980mPa.S;在为200s-1时,支化度的HCO-HEUR6(b16)-20%(实施例1)的黏度值最大,能保持高剪切黏度600mPa.S。HCO-HEUR6(b16)-5%(实施例2)在为4s-1时粘度为970mPa.S。

同样地,在图9(c)中,1.6%的HCO-HEUR6(b18)水溶液呈剪切变稀行为,有明显的触变性。在为4s-1时,HCO-HEUR6(b18)-20%的黏度值最高,触变性也是最大;在为200s-1时,不同支化度的HCO-HEUR6(b18)-M的黏度大小基本相等。HCO-HEUR6(b18)-5%(实施例8),HCO-HEUR6(b18)-15%(实施例7)的粘度均远高于水的粘度,且为触变性流体,有助于增稠后储存,及辊涂、刮涂及刷涂时候剪切变稀,及流平。

图9(a)中HCO-HEUR6(b13)-5%(实施例3),HCO-HEUR6(b13)-10%(实施例5),HCO-HEUR6(b13)-20%,粘度均大于水的粘度。

总体粘度为500mPa.S到1700mPa.S,比水增大625倍2125倍。

HCO-HEUR6(bY)-M增稠乳液的配制

将300g乳液(粘度为3mPa.S)加入烧杯中,加入计算量的HCO-HEUR6(bY)-M,在室温下搅拌20min,使HCO-HEUR6(bY)-M在乳液中分散均匀,得到HCO-HEUR6(bY)-M质量分数

不同比例(0.5%、1%、1.5%、2.5%、3%)的增稠乳液Latex/HCO-HEUR6(bY)-M,简写为L/H6(bY)-M。

表2增稠剂固含量和乳液份数

增稠乳液的的流变曲线见附图4,和附图10。

图10:乳液体系中,不同氢化蓖麻油反应NCO支化百分比(5%,10%,15%,20%)的L/H6(bY)-M增稠乳液流变曲线

(b)L/H6(b C16)-M,用量2.5%浓度下的流变滞后曲线;

(c)L/H6(b C18)-M的用量1.5%浓度下的流变滞后曲线;

(a)L/H6(b C13)-M,用量3%;浓度下的流变滞后曲线

(注:图(b′)和(c′)分别为L/H6(b16)和L/H6(b18)在相同浓度下的的流变曲线)

乳液的粘度为3mPa.S,所有用增稠剂增稠后的涂料粘度均为2600mPa.S到36000mPa.S,有867~12000倍的增大。

本发明的保护内容不局限于以上实施例。在不背离发明构思的精神和范围下,本领域技术人员能够想到的变化和优点都被包括在本发明中,并且以所附的权利要求书为保护范围。

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