專利名稱：一種締合增稠劑的制備及使用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種締合增稠劑的制備方法和其在水基涂料體系，特別是在水基乳膠涂料制備中的使用。
背景技術(shù)：
乳膠漆商品化已經(jīng)有50多年的歷史了，由于其低毒不燃，成膜快，施工方便，透氣性好等諸多優(yōu)點(diǎn)并能滿足環(huán)境保護(hù)方面的要求，因而獲得了迅速的發(fā)展，廣泛應(yīng)用于建筑和工業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域。在乳膠漆的使用過程中，為了使乳膠涂料獲得良好的施工性、觸變性、防流掛性、顏料分散性及其綜合性能，需在其中加入增稠劑，增稠劑是調(diào)節(jié)乳膠水性涂料流變性的主要助劑。
增稠劑可以是天然產(chǎn)物也可以是人工合成的。天然的增稠劑如酪蛋白、藻酸鹽、纖維素等。這些天然產(chǎn)物的適用范圍及增稠效果各不相同。天然產(chǎn)物作為增稠劑的主要缺點(diǎn)之一是易受到微生物的作用，在配方中需加入有毒的殺菌劑、防霉劑等。合成的增稠劑包括丙烯酸類聚合物，氧化乙烯聚合物，酰胺聚合物以及馬來酸酐共聚物等。這類增稠劑中的多數(shù)產(chǎn)品具有流變性能不理想、對電介質(zhì)敏感、粘度不穩(wěn)定等缺點(diǎn)。長期以來人們總是希望縮短水基乳膠涂料體系的干燥時(shí)間，特別是在用作交通標(biāo)志涂料時(shí)，干燥時(shí)間尤為重要，增稠劑的使用對涂層的干燥時(shí)間具有重要的影響。在實(shí)際應(yīng)用中，采用噴涂裝置將路標(biāo)涂料噴涂到路面上是路標(biāo)涂料施工有效而方便的施工方法，這就要求涂料體系必須有足夠低的罐內(nèi)粘度，傳統(tǒng)的增稠劑產(chǎn)品是很難滿足這些要求的。
為了克服傳統(tǒng)增稠劑的缺點(diǎn)并滿足乳膠漆水基涂料體系迅速干燥的要求，人們設(shè)計(jì)并商業(yè)化了一類新的增稠劑，稱為締合增稠劑。締合增稠劑是疏水改性的水溶性或者水膨脹性物質(zhì)，締合增稠劑是通過增稠劑分子上的疏水基團(tuán)與體系中其它組分之間的非特定締合作用，并同時(shí)形成三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)而增稠它所加入的體系。締合增稠劑用于乳膠漆的水基涂料體系后，具有傳統(tǒng)的增稠劑所不具有的改進(jìn)了的涂料性能，因此具有很大的商業(yè)價(jià)值。當(dāng)締合增稠劑用于乳膠漆的水基路標(biāo)涂料體系后，能顯著地改善涂料的施工性能并加速涂層的干燥。
在現(xiàn)有的技術(shù)中有關(guān)締合增稠劑的報(bào)導(dǎo)很多，如中國專利公開CN1060664A公開了一種協(xié)合型增稠劑及其制備方法，其由甲基丙烯酸、衣康酸、丙烯酸烷基酯、丙烯酰胺和反應(yīng)性表面活性劑聚合得到。另外，還有對天然增稠劑的疏水改性如對纖維素的疏水改性等也是制備締合增稠劑的重要途徑之一。在已工業(yè)化的產(chǎn)品中，具有代表性的是疏水改性的乙氧基化的氨基甲酸酯(HEUR)聚合物，這類產(chǎn)品具有優(yōu)異的增粘性及改進(jìn)水基涂料流動(dòng)性和均涂性的能力。
從應(yīng)用和經(jīng)濟(jì)的觀點(diǎn)來看，HEUR類締合增稠劑的主要缺點(diǎn)是成本高、難處理，并且有使涂料不穩(wěn)定的傾向，因此，科研人員試圖努力開發(fā)廉價(jià)而又易于制造的締合增稠劑產(chǎn)品，雖然都有不同程度的改進(jìn)，但是在制造過程中需使用苯、二甲苯、甲苯等有毒的化學(xué)物質(zhì)，殘留的有機(jī)溶劑將對操作者的健康和涂料性能及環(huán)境產(chǎn)生不利的影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種締合增稠劑的制備方法和提供將該方法制得的締合增稠劑在配制乳膠漆水基涂料中的使用方法。
本發(fā)明提供的締合增稠劑的制備方法，包括以下步驟1)將等摩爾比的二異氰酸酯與烷基醇在溫度為40～80℃的條件下反應(yīng)1～3小時(shí)，制備單封端異氰酸酯疏水試劑；2)將聚乙二醇在熔融狀態(tài)下，以占聚乙二醇重量1～10％的堿作為催化劑和在占聚乙二醇重量1～5％的雙官能團(tuán)偶聯(lián)劑的作用下反應(yīng)2～6小時(shí)，以制備平均分子量在500～2,000,000的聚醚類物質(zhì)。
3)在有機(jī)錫催化劑的作用下，將上述步驟1)和步驟2)所得物在100～120℃的條件下反應(yīng)1～5小時(shí)，形成由疏水基團(tuán)改性或封端的聚醚類物質(zhì)。
4)將步驟3)所得物溶于混合溶劑，配制不同濃度締合增稠劑溶液。
本發(fā)明制備方法中所述的二異氰酸酯選自2，4-甲苯-二異氰酸酯，異佛爾酮二異氰酸酯或二異氰酸酯的衍生物中的至少一種或其混合物。優(yōu)選2，4-甲苯-二異氰酸酯，異佛爾酮二異氰酸酯。
烷基醇選自C2-C18的烷基醇。優(yōu)選C8、C12、C16、C18的醇。
作為催化劑的堿選自氫氧化鈉、氫氧化鉀中的至少一種。優(yōu)選氫氧化鈉。
雙官能團(tuán)偶聯(lián)劑選自乙二醇、1，1-二鹵代物。優(yōu)選1，1-二鹵代物，如二溴代甲烷。
有機(jī)錫催化劑選自二丁基二月桂酸錫，二辛基二月桂酸錫等有機(jī)錫化合物。
用于配制締合增稠劑溶液的混合溶劑選自水、甲醇、乙醇、乙二醇、丙酮中的一種或其混合物。當(dāng)涂料被涂敷后，隨著溶劑的揮發(fā)，涂層中存在的締合增稠劑實(shí)質(zhì)上起到了增加粘度的作用，從而加速了涂層的干燥速度，因此，溶劑揮發(fā)越快涂層干燥越快。按照實(shí)際需要，選擇混合溶劑，可以配制各種濃度的締合增稠劑。
應(yīng)用本發(fā)明方法制得的締合增稠劑配制乳膠漆水基涂料，其締合增稠劑的使用量以固體份計(jì)占涂料總量的0.005～5％。
本發(fā)明制備的締合增稠劑適用于水基涂料體系、化妝品等水性體系，特別適用于水基快干涂料體系如水基路標(biāo)涂料中。含有本發(fā)明締合增稠劑的水基路標(biāo)涂料，具有足夠低的罐內(nèi)粘度，因而可以用傳統(tǒng)的噴涂裝置施工；同時(shí)可使涂層具有快干特性。
具體實(shí)施例方式
下面通過實(shí)施例來對本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。
表1

水基路標(biāo)涂料的性能測試結(jié)果如表2所示表2

由表2可見本發(fā)明的締合增稠劑用于水基路標(biāo)涂料體系不僅具有足夠低的罐內(nèi)粘度，而且縮短了涂層干燥所需的時(shí)間。
權(quán)利要求
1.一種締合增稠劑的制備方法，其特征是包括以下步驟1)將等摩爾比的二異氰酸酯與烷基醇在溫度為40～80℃的條件下反應(yīng)1～3小時(shí)，制備單封端異氰酸酯疏水試劑；2)將聚乙二醇在熔融狀態(tài)下，以占聚乙二醇重量1～10％的堿作為催化劑和在占聚乙二醇重量1～5％的雙官能團(tuán)偶聯(lián)劑的作用下反應(yīng)2～6小時(shí)，制備平均分子量在500～2,000,000的聚醚類物質(zhì)；3)在有機(jī)錫催化劑的作用下，將上述步驟1)和步驟2)所得物在溫度為100～120℃的條件下反應(yīng)1～5小時(shí)，形成由疏水基團(tuán)改性或封端的聚醚類物質(zhì)；4)將步驟3)所得物溶于混合溶劑，配制不同濃度締合增稠劑溶液。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的締合增稠劑的制備方法，其特征在于所述的二異氰酸酯選自2，4-甲苯-二異氰酸酯，異佛爾酮二異氰酸酯或二異氰酸酯的衍生物中的至少一種或其混合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的締合增稠劑的制備方法，其特征在于所述的烷基醇選自C2-C18的烷基醇。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的締合增稠劑的制備方法，其特征在于作為催化劑的堿選自氫氧化鈉、氫氧化鉀中的至少一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的締合增稠劑的制備方法，其特征在于雙官能團(tuán)偶聯(lián)劑選自乙二醇、1，1-二鹵代物。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的締合增稠劑的制備方法，其特征在于所述的有機(jī)錫催化劑選自二丁基二月桂酸錫，二辛基二月桂酸錫等有機(jī)錫化合物。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種締合增稠劑的制備方法，其特征在于用于配制締合增稠劑溶液的混合溶劑選自水、甲醇、乙醇、乙二醇、丙酮中的一種或其混合物。
8.應(yīng)用權(quán)利要求1所述方法制得的締合增稠劑配制水基涂料，其特征是締合增稠劑的使用量以固體份計(jì)占涂料總量的0.005～5％。
全文摘要
本發(fā)明涉及締合增稠劑的制備及使用方法。制備方法包括以下步驟1)將等摩爾比的二異氰酸酯與烷基醇在溫度為40～80℃的條件下反應(yīng)1～3小時(shí)，制備單封端異氰酸酯疏水試劑；2)將聚乙二醇在熔融狀態(tài)下，以占聚乙二醇重量1～10％的堿作為催化劑和1～5％的雙官能團(tuán)偶聯(lián)劑的作用下反應(yīng)2～6小時(shí)，以制備平均分子量在500～2,000,000的聚醚類物質(zhì)；3)在有機(jī)錫催化劑的作用下，將上述步驟1)和步驟2)所得物在溫度為100～120℃的條件下反應(yīng)1～5小時(shí)，形成由疏水基團(tuán)改性或封端的聚醚類物質(zhì)；4)將步驟3)所得物溶于混合溶劑，配制不同濃度締合增稠劑溶液。其適用于水性快干乳膠涂料的增稠，使涂料具有足夠低的罐內(nèi)粘度，能用傳統(tǒng)的噴涂裝置施工并具有快干特性。
文檔編號(hào)C09D7/12GK1398929SQ02136748
公開日2003年2月26日 申請日期2002年8月29日 優(yōu)先權(quán)日2002年8月29日
發(fā)明者劉玉陽, 楊慕杰 申請人:浙江大學(xué)