陽離子聚氨酯/烷基烯酮二聚體複合乳液的製備方法

2023-12-02 10:06:21 3

專利名稱：陽離子聚氨酯/烷基烯酮二聚體複合乳液的製備方法
技術領域：
本發明屬於精細化學品製備工藝領域，特別涉及一種陽離子聚氨酯/烷基烯酮二聚體複合乳液的製備方法。
背景技術：
由於聚氨酯乳液具有良好的物理化學性能而得到廣泛的應用，但是在其製備過程中需要使用大量的有機溶劑和乳化劑，對工作人員、環境和應用效果產生不利影響。烷基烯酮二聚體具有長脂肪烴鏈(C14～16)和四元內酯環，是疏水性物質，其被乳化後常用作紙張施膠劑，但是烷基烯酮二聚體乳液中同樣含有大量的乳化劑，對處理造紙汙水和應用效果均不利，尤其是對紙張的施膠效果。

發明內容
本發明的目的在於克服上述現有技術的缺點，提供了一種能夠提高產品應用效果，同時不會對環境和操作人員造成汙染和損害的陽離子聚氨酯/烷基烯酮二聚體複合乳液的製備方法。
為達到上述目的，本發明採用的技術方案是首先按質量比將6.83～10.65％烷基烯酮二聚體加入到乾燥反應器中，並將反應器加熱到75～90℃，使反應器中的烷基烯酮二聚體熔融後，然後再按質量比將25.63％～30％的甲苯二異氰酸酯、40～51.26％的聚二醇和0.40～0.47％的二月桂酸二丁基錫加入到反應器中在75～90℃進行縮聚反應1.0～2.5小時，形成聚氨酯預聚體的烷基烯酮二聚體溶液；將質量比為12.82～15.77％的N-甲基二乙醇胺加入到烷基烯酮二聚體溶液中進行擴鏈反應，反應溫度為55～70℃，反應時間為0.5～1.5小時；再將質量比為3.0～5.0％硫酸二甲酯加入到反應器中進行季銨化反應，反應溫度在65～80℃之間，時間為1.0～2.0小時；最後加入冰乙酸調節pH值為4.5～6.5後，攪拌下加入溫度為20-90℃的去離子水，得固體含量為25％的白色乳液。
本發明的聚二醇為聚醚二元醇或聚酯二元醇，且聚醚二元醇和聚酯二元醇數均相對分子質量分別為1000或2000。
本發明將熔融的烷基烯酮二聚體作為有機溶劑進行陽離子聚氨酯的合成反應，不僅消除了聚氨酯製備過程中需要的有機溶劑，而且整個製備工藝中不需要添加乳化劑，這樣既消除了對環境和操作人員的汙染和損害，也提高了產品的應用效果；同時，可以通過調節聚二醇的種類得到預期的產品。
具體實施例方式
實施例1，首先按質量比將6.83％的烷基烯酮二聚體加入到乾燥反應器中，並將反應器加熱到90℃，使反應器中的烷基烯酮二聚體熔融後，再按質量比加入30％的甲苯二異氰酸酯、44.88％的相對分子質量為1000的聚醚二元醇和0.47％的二月桂酸二丁基錫加入到反應器中在90℃進行縮聚反應1.0小時，形成聚氨酯預聚體的烷基烯酮二聚體溶液；將質量比為12.82％的N-甲基二乙醇胺加入到烷基烯酮二聚體溶液中進行擴鏈反應，反應溫度為55℃，反應時間為0.5小時；再將質量比為5％硫酸二甲酯加入到反應器中進行季銨化反應，反應溫度為65℃，時間為1.0小時；最後加入冰乙酸調節pH值為4.5後，攪拌下加入溫度為20℃的去離子水，得固體含量為25％的白色乳液。
實施例2，首先按質量比將10.65％的烷基烯酮二聚體加入到乾燥反應器中，並將反應器加熱到75℃，使反應器中的烷基烯酮二聚體熔融後，再按質量比加入25.63％的甲苯二異氰酸酯、44.55％的相對分子質量為2000的聚醚二元醇和0.40％的二月桂酸二丁基錫加入到反應器中在75℃進行縮聚反應1.8小時，形成聚氨酯預聚體的烷基烯酮二聚體溶液；將質量比為15.77％的N-甲基二乙醇胺加入到烷基烯酮二聚體溶液中進行擴鏈反應，反應溫度為60℃，反應時間為1.5小時；再將質量比為3％硫酸二甲酯加入到反應器中進行季銨化反應，反應溫度為80℃，時間為1.2小時；最後加入冰乙酸調節pH值為6.0後，攪拌下加入溫度為90℃的去離子水，得固體含量為25％的白色乳液。
實施例3，首先按質量比將10％的烷基烯酮二聚體加入到乾燥反應器中，並將反應器加熱到80℃，使反應器中的烷基烯酮二聚體熔融後，再按質量比加入30％的甲苯二異氰酸酯、40％的相對分子質量為1000的聚酯二元醇和0.45％的二月桂酸二丁基錫加入到反應器中在80℃進行縮聚反應2.3小時，形成聚氨酯預聚體的烷基烯酮二聚體溶液；將質量比為15.55％的N-甲基二乙醇胺加入到烷基烯酮二聚體溶液中進行擴鏈反應，反應溫度為65℃，反應時間為0.8小時；再將質量比為4％硫酸二甲酯加入到反應器中進行季銨化反應，反應溫度為76℃，時間為1.8小時；最後加入冰乙酸調節pH值為5.0後，攪拌下加入溫度為60℃的去離子水，得固體含量為25％的白色乳液。
實施例4，首先按質量比將7％的烷基烯酮二聚體加入到乾燥反應器中，並將反應器加熱到85℃，使反應器中的烷基烯酮二聚體熔融後，再按質量比加入25％的甲苯二異氰酸酯、51.26％的相對分子質量為2000的聚酯二元醇和0.46％的二月桂酸二丁基錫加入到反應器中在85℃進行縮聚反應1.5小時，形成聚氨酯預聚體的烷基烯酮二聚體溶液；將質量比為13.28％的N-甲基二乙醇胺加入到烷基烯酮二聚體溶液中進行擴鏈反應，反應溫度為70℃，反應時間為1.2小時；再將質量比為3％硫酸二甲酯加入到反應器中進行季銨化反應，反應溫度為72℃，時間為1.6小時；最後加入冰乙酸調節pH值為5.5後，攪拌下加入溫度為40℃的去離子水，得固體含量為25％的白色乳液。
實施例5，首先按質量比將8％的烷基烯酮二聚體加入到乾燥反應器中，並將反應器加熱到83℃，使反應器中的烷基烯酮二聚體熔融後，再按質量比加入28％的甲苯二異氰酸酯、46％的相對分子質量為1000的聚醚二元醇和0.42％的二月桂酸二丁基錫加入到反應器中在83℃進行縮聚反應1.2小時，形成聚氨酯預聚體的烷基烯酮二聚體溶液；將質量比為13.58％的N-甲基二乙醇胺加入到烷基烯酮二聚體溶液中進行擴鏈反應，反應溫度為67℃，反應時間為1.0小時；再將質量比為4％硫酸二甲酯加入到反應器中進行季銨化反應，反應溫度為75℃，時間為1.5小時；最後加入冰乙酸調節pH值為6.5後，攪拌下加入溫度為80℃的去離子水，得固體含量為25％的白色乳液。
實施例6，首先按質量比將9％的烷基烯酮二聚體加入到乾燥反應器中，並將反應器加熱到78℃，使反應器中的烷基烯酮二聚體熔融後，再按質量比加入26％的甲苯二異氰酸酯、48％的相對分子質量為2000的聚酯二元醇和0.43％的二月桂酸二丁基錫加入到反應器中在78℃進行縮聚反應2.5小時，形成聚氨酯預聚體的烷基烯酮二聚體溶液；將質量比為13.57％的N-甲基二乙醇胺加入到烷基烯酮二聚體溶液中進行擴鏈反應，反應溫度為58℃，反應時間為1.4小時；再將質量比為3％硫酸二甲酯加入到反應器中進行季銨化反應，反應溫度為68℃，時間為2.0小時；最後加入冰乙酸調節pH值為5.7後，攪拌下加入溫度為50℃的去離子水，得固體含量為25％的白色乳液。
權利要求
1.陽離子聚氨酯/烷基烯酮二聚體複合乳液的製備方法，其特徵在於1)首先按質量比將6.83～10.65％烷基烯酮二聚體加入到乾燥反應器中，並將反應器加熱到75～90℃，使反應器中的烷基烯酮二聚體熔融後，然後再按質量比將25.63％～30％的甲苯二異氰酸酯、40～51.26％的聚二醇和0.40～0.47％的二月桂酸二丁基錫加入到反應器中在75～90℃進行縮聚反應1.0～2.5小時，形成聚氨酯預聚體的烷基烯酮二聚體溶液；2)將質量比為12.82～15.77％的N-甲基二乙醇胺加入到烷基烯酮二聚體溶液中進行擴鏈反應，反應溫度為55～70℃，反應時間為0.5～1.5小時；3)再將質量比為3.0～5.0％硫酸二甲酯加入到反應器中進行季銨化反應，反應溫度在65～80℃之間，時間為1.0～2.0小時；4)最後加入冰乙酸調節pH值為4.5～6.5後，攪拌下加入溫度為20-90℃的去離子水，得固體含量為25％的白色乳液。
2.根據權利要求1所述的陽離子聚氨酯/烷基烯酮二聚體複合乳液的製備方法，其特徵在於所說的聚二醇為聚醚二元醇或聚酯二元醇，且聚醚二元醇和聚酯二元醇數均相對分子質量分別為1000或2000。
3.根據權利要求1所述的陽離子聚氨酯/烷基烯酮二聚體複合乳液的製備方法，其特徵在於首先按質量比將6.83％的烷基烯酮二聚體加入到乾燥反應器中，並將反應器加熱到90℃，使反應器中的烷基烯酮二聚體熔融後，再按質量比加入30％的甲苯二異氰酸酯、44.88％的相對分子質量為1000的聚醚二元醇和0.47％的二月桂酸二丁基錫加入到反應器中在90℃進行縮聚反應1.0小時，形成聚氨酯預聚體的烷基烯酮二聚體溶液；將質量比為12.82％的N-甲基二乙醇胺加入到烷基烯酮二聚體溶液中進行擴鏈反應，反應溫度為55℃，反應時間為0.5小時；再將質量比為5％硫酸二甲酯加入到反應器中進行季銨化反應，反應溫度為65℃，時間為1.0小時；最後加入冰乙酸調節pH值為4.5後，攪拌下加入溫度為20℃的去離子水，得固體含量為25％的白色乳液。
4.根據權利要求1所述的陽離子聚氨酯/烷基烯酮二聚體複合乳液的製備方法，其特徵在於首先按質量比將10.65％的烷基烯酮二聚體加入到乾燥反應器中，並將反應器加熱到75℃，使反應器中的烷基烯酮二聚體熔融後，再按質量比加入25.63％的甲苯二異氰酸酯、44.55％的相對分子質量為2000的聚醚二元醇和0.40％的二月桂酸二丁基錫加入到反應器中在75℃進行縮聚反應1.8小時，形成聚氨酯預聚體的烷基烯酮二聚體溶液；將質量比為15.77％的N-甲基二乙醇胺加入到烷基烯酮二聚體溶液中進行擴鏈反應，反應溫度為60℃，反應時間為1.5小時；再將質量比為3％硫酸二甲酯加入到反應器中進行季銨化反應，反應溫度為80℃，時間為1.2小時；最後加入冰乙酸調節pH值為6.0後，攪拌下加入溫度為90℃的去離子水，得固體含量為25％的白色乳液。
5.根據權利要求1所述的陽離子聚氨酯/烷基烯酮二聚體複合乳液的製備方法，其特徵在於首先按質量比將10％的烷基烯酮二聚體加入到乾燥反應器中，並將反應器加熱到80℃，使反應器中的烷基烯酮二聚體熔融後，再按質量比加入30％的甲苯二異氰酸酯、40％的相對分子質量為1000的聚酯二元醇和0.45％的二月桂酸二丁基錫加入到反應器中在80℃進行縮聚反應2.3小時，形成聚氨酯預聚體的烷基烯酮二聚體溶液；將質量比為15.55％的N-甲基二乙醇胺加入到烷基烯酮二聚體溶液中進行擴鏈反應，反應溫度為65℃，反應時間為0.8小時；再將質量比為4％硫酸二甲酯加入到反應器中進行季銨化反應，反應溫度為76℃，時間為1.8小時；最後加入冰乙酸調節pH值為5.0後，攪拌下加入溫度為60℃的去離子水，得固體含量為25％的白色乳液。
6.根據權利要求1所述的陽離子聚氨酯/烷基烯酮二聚體複合乳液的製備方法，其特徵在於首先按質量比將7％的烷基烯酮二聚體加入到乾燥反應器中，並將反應器加熱到85℃，使反應器中的烷基烯酮二聚體熔融後，再按質量比加入25％的甲苯二異氰酸酯、51.26％的相對分子質量為2000的聚酯二元醇和0.46％的二月桂酸二丁基錫加入到反應器中在85℃進行縮聚反應1.5小時，形成聚氨酯預聚體的烷基烯酮二聚體溶液；將質量比為13.28％的N-甲基二乙醇胺加入到烷基烯酮二聚體溶液中進行擴鏈反應，反應溫度為70℃，反應時間為1.2小時；再將質量比為3％硫酸二甲酯加入到反應器中進行季銨化反應，反應溫度為72℃，時間為1.6小時；最後加入冰乙酸調節pH值為5.5後，攪拌下加入溫度為40℃的去離子水，得固體含量為25％的白色乳液。
7.根據權利要求1所述的陽離子聚氨酯/烷基烯酮二聚體複合乳液的製備方法，其特徵在於首先按質量比將8％的烷基烯酮二聚體加入到乾燥反應器中，並將反應器加熱到83℃，使反應器中的烷基烯酮二聚體熔融後，再按質量比加入28％的甲苯二異氰酸酯、46％的相對分子質量為1000的聚醚二元醇和0.42％的二月桂酸二丁基錫加入到反應器中在83℃進行縮聚反應1.2小時，形成聚氨酯預聚體的烷基烯酮二聚體溶液；將質量比為13.58％的N-甲基二乙醇胺加入到烷基烯酮二聚體溶液中進行擴鏈反應，反應溫度為67℃，反應時間為1.0小時；再將質量比為4％硫酸二甲酯加入到反應器中進行季銨化反應，反應溫度為75℃，時間為1.5小時；最後加入冰乙酸調節pH值為6.5後，攪拌下加入溫度為80℃的去離子水，得固體含量為25％的白色乳液。
8.根據權利要求1所述的陽離子聚氨酯/烷基烯酮二聚體複合乳液的製備方法，其特徵在於首先按質量比將9％的烷基烯酮二聚體加入到乾燥反應器中，並將反應器加熱到78℃，使反應器中的烷基烯酮二聚體熔融後，再按質量比加入26％的甲苯二異氰酸酯、48％的相對分子質量為2000的聚酯二元醇和0.43％的二月桂酸二丁基錫加入到反應器中在78℃進行縮聚反應2.5小時，形成聚氨酯預聚體的烷基烯酮二聚體溶液；將質量比為13.57％的N-甲基二乙醇胺加入到烷基烯酮二聚體溶液中進行擴鏈反應，反應溫度為58℃，反應時間為1.4小時；再將質量比為3％硫酸二甲酯加入到反應器中進行季銨化反應，反應溫度為68℃，時間為2.0小時；最後加入冰乙酸調節pH值為5.7後，攪拌下加入溫度為50℃的去離子水，得固體含量為25％的白色乳液。
全文摘要
陽離子聚氨酯/烷基烯酮二聚體複合乳液的製備方法，首先將烷基烯酮二聚體加入到乾燥反應器中，加熱使反應器中的烷基烯酮二聚體熔融後再將甲苯二異氰酸酯、聚二醇和二月桂酸二丁基錫加入到反應器中進行縮聚反應，形成烷基烯酮二聚體溶液；將N－甲基二乙醇胺加入到烷基烯酮二聚體溶液中進行擴鏈反應，再加入硫酸二甲酯進行季銨化反應，最後加入冰乙酸調節pH值為4.5～6.5後，加入去離子水，得固體含量為25％的白色乳液。本發明將熔融的烷基烯酮二聚體作為有機溶劑進行陽離子聚氨酯合成反應，消除了聚氨酯製備過程中需要的有機溶劑，而且製備中不需要添加乳化劑，既消除了對環境和操作人員的汙染和損害，也提高了產品的應用效果。
文檔編號C08G18/48GK1727377SQ200510043018
公開日2006年2月1日 申請日期2005年7月28日 優先權日2005年7月28日
發明者沈一丁, 李剛輝, 費貴強, 李小瑞, 王海花, 任慶海 申請人:陝西科技大學