专利名称：流变改性剂的制作方法
流变改性剂技术背景
本发明涉及疏水改性的氨基甲酸酯聚合物，其可用作水性涂料制剂中的流变改性剂。
流变改性剂用于在水性涂料制剂中控制宽剪切速率范围内的粘度。它们可以是缔合性(它们与分散相缔合)或非缔合性的(它们稠化水相)。缔合性增稠剂可衍生自天然产品，如疏水改性的纤维素醚，或者由合成聚合物，如疏水改性的环氧乙烷氨基甲酸酯(HEUR)聚合物制备。关于HEUR聚合物及其制备的典型描述可参见US2009/0318595A1，其描述了通过使聚乙二醇、疏水性醇、二异氰酸酯和三异氰酸酯在单釜式反应中一起反应来形成线型和支化HEUR聚合物的组合。
U.S.4，155，892 (Emmons等)描述了在不同的实施例中制备线性和支化HEUR聚合物。
流变改性剂通常分为低剪切速率粘度增强剂(司氏粘度增强剂(Stormerviscosity builders)，也称为KU粘度增强剂)或高剪切速率粘度增强剂(ICI增强剂)。希望在不伴随KU粘度提高的情况下，提高ICI粘度和ICI粘度增强流变改性剂的效率，这是因为KU粘度的提高限制了制剂人员向制剂中添加增强KU的流变改性剂的能力。
市售可得的HEUR聚合物ACRYS0L 5000和ACRYS0L 6000流变改性剂(陶氏化学公司(The Dow Chemical Company)或其附属公司的商标)在丙烯酸类半光泽白漆中的ICI粘度分别为1.75和2.40，KU粘度分别为79.3和109.7。与这些已知的流变改性剂相比，得到具有提高的ICI/KU粘度比的疏水改性的氨基甲酸酯聚合物制剂是有益的。发明内容
本发明通过提供包括如下步骤的方法解决了现有技术中的需求:使多异氰酸酯支化剂的无溶剂熔体、MwS 2000至11000 道尔顿的水溶性聚亚烷基二醇以及二异氰酸酯在足以形成疏水改性环氧烷氨基甲酸酯聚合物的条件下与促进聚合的催化剂接触，前提是:1)在所述无溶剂熔体接触所述催化剂之前，所述熔体还包含疏水封端剂；或者2)在所述熔体与所述催化剂接触之后，将疏水封端剂加入所述熔体；其中，二醇与多异氰酸酯支化剂的摩尔当量比为4至20 ;且总异氰酸酯基团与二醇羟基基团的摩尔当量比为1.1至1.6。
通过本发明的方法制备的疏水改性的环氧烷氨基甲酸酯聚合物可用作涂料制剂的无溶剂增稠剂。
发明详沭
本发明是一种包括以下步骤的方法:使多异氰酸酯支化剂的无溶剂熔体、Mw为2000至11000道尔顿的水溶性聚亚烷基二醇以及二异氰酸酯与促进聚合的催化剂在足以形成疏水改性环氧烷氨基甲酸酯聚合物的条件下接触，前提是:1)在所述无溶剂熔体接触所述催化剂之前，所述熔体还包含疏水封端剂；或者2)在所述熔体与所述催化剂接触之后将疏水封端剂加入所述熔体；其中，二醇与多异氰酸酯支化剂的摩尔当量比为4至20 ;且总异氰酸酯基团与二醇羟基基团的摩尔当量比为1.1至1.6。
文中所用术语“多异氰酸酯支化剂”是含至少三个异氰酸酯基团的化合物。优选的一类多异氰酸酯支化剂的例子包括异氰脲酸酯三聚体和缩二脲三聚体，其特征示于下式:
权利要求
1.一种包括如下步骤的方法:使多异氰酸酯支化剂的无溶剂熔体、MW为2000至11000道尔顿的水溶性聚亚烷基二醇和二异氰酸酯在足以形成疏水改性环氧烷氨基甲酸酯聚合物的条件下与促进聚合的催化剂接触；前提是:1)在所述无溶剂熔体接触所述催化剂前，所述熔体还包含疏水封端剂；或者2)使所述熔体与所述催化剂接触之后，将疏水封端剂加入所述熔体中； 其中，二醇与多异氰酸酯支化剂的摩尔当量比为4至20 ;并且总异氰酸酯基与二醇羟基基团的摩尔当量比为1.1至1.6。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述无溶剂熔体与所述催化剂接触前，所述熔体还包含疏水封端剂；所述方法在70° C至120° C的温度范围内进行；所述水溶性聚亚烷基二醇是Mw为4000至10000道尔顿的聚乙二醇；所述催化剂是铋催化剂；其中，所述疏水封端剂是C6-C18-醇或者C6-C18叔氨醇。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法在85°C至115° C的温度范围内进行；所述多异氰酸酯支化剂为1，6_己二异氰酸酯的异氰脲酸酯；异佛尔酮二异氰酸酯的异氰脲酸酯；三(异氰酸己酯基)缩二脲；1，6，11-十一烷三异氰酸酯，或者二异氰酸酯和多元醇支化剂的反应产物；所述疏水封端剂至少包含以下一种:正辛醇、正壬醇、正癸醇、正十一烷醇、正十二烷醇、2-乙基己醇、2- 丁基-1-辛醇或者3，7- 二甲基-1-辛醇；所述催化剂为辛酸铋； 其中，所述二醇中的羟基与多异氰酸酯支化剂中的异氰酸酯基的摩尔当量比为8至16 ;并且，总异氰酸酯基与二醇羟基的摩尔当量比为1.2至1.4。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述多异氰酸酯支化剂为己二异氰酸酯的异氰脲酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯的异氰脲酸酯、或者二异氰酸酯和聚氧乙基甘油醚的反应产物，所述反应产物如下式所示:
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述疏水封端剂是在所述熔体接触所述催化剂之后加入所述熔体中的C6-C18醇；所述方法在70° C至120° C的温度范围内进行；所述水溶性聚亚烷基二醇是Mw为4000至10000道尔顿的聚乙二醇；所述催化剂为叔胺或锡、铋或锌催化剂。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法在85°C至115° C的温度范围内进行；所述多异氰酸酯支化剂为己二异氰酸酯的异氰脲酸酯；异佛尔酮二异氰酸酯的异氰脲酸酯；三(异氰酸己酯基)缩二脲；1，6，11-十一烷三异氰酸酯，或者二异氰酸酯和多元醇支化剂的反应产物；所述C6-C18醇至少包括以下一种:正辛醇、正壬醇、正癸醇、正十一烷醇、正十二烷醇、2-乙基己醇、2- 丁基-1-辛醇或3，7- 二甲基-1-辛醇；所述催化剂为辛酸铋； 其中，二醇与多异氰酸酯支化剂的摩尔当量比为8至16 ;并且，总异氰酸酯基团与二醇羟基的摩尔当量比为1.2至1.4。
7.如权利要求5或6所述的方法，其特征在于，所述多异氰酸酯支化剂为己二异氰酸酯的异氰脲酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯的异氰脲酸酯、或者二异氰酸酯和聚氧乙基甘油醚的反应产物，其反应产物如下式所示:
8.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述C6-C18叔氨醇为二戊胺和丁基缩水甘油醚的反应产物；所述催化剂为辛酸铋。
9.一种组合物，所述组合物包含粘合剂、颜料和用权利要求1 7中任一项所述方法制备的疏水改性的环氧烷氨基甲酸酯聚合物。
全文摘要
流变改性剂。本发明涉及在催化剂的存在下，通过聚合多异氰酸酯支化剂的无溶剂熔体；Mw为2000至11000道尔顿的水溶性聚亚烷基二醇；以及二异氰酸酯来制备疏水改性的环氧烷聚氨酯的方法；其中，所述无溶剂熔体还包含疏水封端剂，或者在加入催化剂之后将疏水封端剂加入所述熔体。通过本发明的方法制备的疏水改性的环氧烷聚氨酯显示优良的ICI/KU性质，并可用作涂料制剂的增稠剂。
文档编号C09D7/12GK103159911SQ201210541110
公开日2013年6月19日 申请日期2012年12月13日 优先权日2011年12月14日
发明者B·R·博布辛, J·J·拉巴斯科 申请人:罗门哈斯公司