磺酸型亲水扩链剂及其制备方法技术

磺酸型亲水扩链剂及其制备方法属于化学品领域，主要解决水性聚氨酯行业中所用的亲水扩链剂反应速度慢，并且水性树脂固含量低、耐热性低，应用于粘合剂时粘接强度低；用多元胺，如乙二胺等０．５～１．５份充分溶解在溶剂中，在温度４０～１００℃下，与烯基磺酸盐，如乙烯基磺酸钠等的２５％左右的水溶液５～９份反应４～３０小时后，减压蒸馏除去溶剂，再以水、醇或酮溶解，经沉淀滤除杂质后，再次减压蒸馏除去所有溶剂，即得合格可应用产品，再加水进行贮存稳定性处理，为略有混浊的浅黄色、油状、粘稠液体，密度１．１６～１．２１ｇ／ｍｌ、ｐＨ１１～１２、氨值６．９±０．９ｇＮＨ↓［３］／１００ｇ、有效成份４０～５５％；能普遍应用于各领域水性聚氨酯的生产，反应速度快，生产效率高，制备的水性树脂固含量大大提高，耐热、耐酸碱、耐硬水性能明显改善，非常有利于制备粘合剂。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于化学品及其制备方法领域，涉及。技术背景目前水性聚氨酯行业中流行的亲水扩链剂大都为羧酸型，如DMPA——即2.2—二 羟基甲基丙酸、DMBA—即2.2—二羟基甲基丁酸等，其反应基团为羟基，羟基反应活 性较低，水性基团为羧基，羧基亲水性很低，溶水慢，在50"C条件下需6小时左右才 能完成扩链过程，由于羧基的亲水性很低，因此，所制备的水性树脂的固含量一般都 较低，若要提高固含量，需消耗大量的扩链剂，同时，由于羧酸显酸性，羧基为阳性 基团，因此，扩链完成后一般需用三乙胺进行中和，而三乙胺易挥发，从而使所制备 的水性树脂耐热、耐酸碱及耐硬水性能不高，而羧酸的极性偏低，也使得所制备的水 性树脂应用于粘合剂时附着力低，粘接强度低。
技术实现思路
解决的技术问题采用多元胺与烯基磺酸盐进行合成，制备磺酸型亲水扩链剂，能克服现有技术中 存在的不足，本产品的反应基团为氨基，比羟基有更高的反应活性，能使聚氨酯的扩 链过程分步并迅速完成，本产品的水性基团为磺酸负离子，亲水性远高于羧基，能使 水性树脂的固含量大大提高，极大值从50%增加到65%，同时磺酸盐具有中性的特点， 而且磺酸基团的稳定性很高，因此扩链完成后无需中和，并且所制备的水性树脂耐热、 耐酸碱及耐硬水性能有明显改善，另外由于磺酸盐的极性高于羧酸，所制备的水性树 脂应用于粘合剂时附着力强，粘接强度高。采用的技术方案磺酸型亲水扩链剂的制备方法，第一步，制备初产品，将所选用的原料组分多元 胺按规定份数完全充分溶解在相应的溶剂W中后，置于反应器内，对物料加热升温至 40~100°C，在搅拌下加入规定份数的原料组分烯基磺酸盐水溶液，并反应4 30小时， 停止反应，进行减压蒸馏除去溶剂，压力控制在0.01~0.005MPa，其中水可以有0~3 份剩余，即得到初产品，为外观略有混浊的浅黄色、油状、粘稠液体；第二步，对初产品进行去除杂质处理，将第一步得到的初产品完全充分溶解在复 配溶剂S中，并充分搅拌，使不溶杂质沉淀并充分陈化，然后以350~500目网过滤设 备进行过滤，网上为浅黄色坚硬的固体杂质，之后对过滤出的清液再次进行减压蒸馏， 压力控制在0.01 0.005MPa，蒸馏除去所有溶剂后，即得到合格可应用产品，为外观澄 清的浅黄色、油状、粘稠液体；第三步，对合格可应用产品进行贮存稳定性处理，由于没有溶剂包围的磺酸型亲 水扩链剂不够稳定，贮存数天后会逐渐变褐、变质、硬化，因此，需加入不少于1份 的足量水，搅拌使合格可应用产品完全充分溶解，然后以400~500目网过滤设备滤除 其中的大颗粒不溶物，即得到可应用又能能贮存的产品，为外观略有混浊的浅黄色、 油状、粘稠液体。用上述制备方法制备的磺酸型亲水扩链剂，外观为略有浑浊或澄清的浅黄色、油 状、粘稠液体，密度1.16 1.21g/ml， PH11-12,氨值6.9±0.9gNH3/100g，有效成份 40~55%;结构通式为(NH2)mR，-NH-R-SCbY， m为1~3, Y为构成所用原料组分烯基 磺酸盐的通常意义上的金属离子，R为与所用原料组分烯基磺酸盐中所含碳原子的个 数相同的脂肪或脂环类饱和烃基，R'为与所用原料组分多元胺中所含碳原子的个数相同的 脂肪类径基;所用原料组分及份数比，原料组分多元胺为0.5~1.5份，所述多元胺是指 二元胺及其以上的脂肪类多元胺，结构通式为Cn，Hx(NH2)m'， n'为2~10， m，为2~4， m，《n，， x为与碳原子的个数n'相匹配的氢原子的个数；多元胺所用溶剂W为5~8份， 以完全充分溶解多元胺为原则，溶剂W的作用是充分分散多元胺，以使体系内反应均 匀，避免局部过烈而影响终产品质量及收率，溶剂W为水或其它极性溶剂，或者为包 括水在内的其中二种或二种以上的化合物混合复配而成.其它极性溶剂如醇类的甲醇、 乙醇，酮类的丙酮，醚类的二氧六环、四氢呋喃，酯类的乙酸乙酯，卤代烃类的二氯 甲垸、氯仿，酰胺类的N， N-二甲基甲酰胺，砜类的二甲亚砜；原料组分烯基磺酸盐 为浓度为20~30%的烯基磺酸盐水溶液5~9份，所述烯基磺酸盐是指含乙烯基磺酸盐的 衍生物，并且与乙烯基双键直接连接的碳为饱和碳，结构通式为Cn-C=C-S03Y，n为 0~30，并且Cn为脂肪或脂环类饱和烃基，Y为构成烯基磺酸盐的通常意义上的金属离子。 第二步对初产品进行去除杂质处理步骤中所用复配溶剂S为8~30份，以完全充分溶解 初产品为原则，复配溶剂S为C,一醇、Q^酮或水，或者为其中二种或二种以上的化 合物混合复配而成。有益效果本专利技术制备的磺酸型亲水扩链剂，能普遍地应用于各种领域水性聚氨酯的生产， 并能提高水性聚氨酯的相应性能及质量的稳定性，不必对每批产品逐批次测试即可放 心使用；与羧酸型亲水性扩链剂如DMPA、 DMBA等比较，反应活性高，反应速度快， 制备出的水性树脂固含量大大提高，极大值从50%增加到65%，合成相同固含量的水 性树脂时，扩链剂的用量少，减少生产成本，并且水性树脂耐热、耐酸碱及耐硬水性 能明显改善，由于磺酸盐的极性高于羧酸，所制备出的水性树脂附着力大大提高，非 常有利于制备粘合剂用于特殊领域；同时，本专利技术的扩链剂生产工艺易控制，所需原 材料广泛易得，能满足市场的多种需要，而且价格适度，宜于被市场接受。具体实施方式优选方案为原料组分多元胺为0.8~1.2份；优选乙二胺、丙二胺、己二胺、丙三胺或l、 3、 6一己三胺；多元胺所用溶剂W为6~7份，溶剂W优选组成如表一所示:表二<table>table see original document page 6</column></row><table>原料组分烯基磺酸盐为浓度为25±2%的烯基磺酸盐水溶液6~8份，优选乙烯基磺 酸钠、甲基乙烯基磺酸钠、乙基乙烯基磺酸钠、丙基乙烯基磺酸钠、丁基乙烯基磺酸 钠、环己基乙烯基磺酸钠、乙烯基磺酸钾、丙基乙烯基磺酸钾、丁基乙烯基磺酸钾或 环己基乙烯基磺酸钾；第一步制备初产品步骤中反应温度为60~80°C，反应时间为12-20小时；烯基磺酸 盐水溶液均匀连续性的加入；加热方法为水浴、油浴或气浴；第二步对初产品进行去除杂质处理步骤中所用复配溶剂S为12~24份，复配溶剂S 优选组成如表二所示表二<table>table see original document page 6</column></row><table>第三步对合格可应用产品进行贮存稳定性处理步骤中，加水1.4 3份，搅拌使合格可应用产品完全充分溶解；经第三步处理后得到的可应用又能贮存的产品，根据需要进行精制，用1.5~3份甲苯对所述产品进行萃取，然后减压蒸馏，压力控制在0.01 0.005MPa，除去残留在水相 中的甲苯后，即得到具有贮存稳定性的磺酸型亲水扩链剂精制产品，为外观澄清的浅 黄色、油状、粘稠液体。 实施例1第一步，制备初产品，将1份乙二胺完全充分溶解在"6.5份的溶剂W中，溶剂W 由50%水和50%乙醇混合而成，并置于反应器内，水浴升温至75'C，在搅拌下均匀连 续性的加入浓度为25%的乙烯基磺酸钠水溶液7.5份，并反应16小时本文档来自技高网...

【技术保护点】
磺酸型亲水扩链剂的制备方法，第一步，制备初产品，将所选用的原料组分多元胺按规定份数完全充分溶解在相应的溶剂Ｗ中后，置于反应器内，对物料加热升温至４０～１００℃，在搅拌下加入规定份数的原料组分烯基磺酸盐水溶液，并反应４～３０小时，停止反应，进行减压蒸馏除去溶剂，压力控制在０．０１～０．００５ＭＰａ，其中水可以有０～３份剩余，即得到初产品，为外观略有混浊的浅黄色、油状、粘稠液体；　　　　第二步，对初产品进行去除杂质处理，将第一步得到的初产品完全充分溶解在复配溶剂Ｓ中，并充分搅拌，使不溶杂质沉淀并充分陈化，然后以３５０～５００目网过滤设备进行过滤，网上为浅黄色坚硬的固体杂质，之后对过滤出的清液再次进行减压蒸馏，压力控制在０．０１～０．００５ＭＰａ，蒸馏除去所有溶剂后，即得到合格可应用产品，为外观澄清的浅黄色、油状、粘稠液体；　　　　第三步，对合格可应用产品进行贮存稳定性处理，由于没有溶剂包围的磺酸型亲水扩链剂不够稳定，贮存数天后会逐渐变褐、变质、硬化，因此，需加入不少于１份的足量水，搅拌使合格可应用产品完全充分溶解，然后以４００～５００目网过滤设备滤除其中的大颗粒不溶物，即得到可应用又能能贮存的产品，为外观略有混浊的浅黄色、油状、粘稠液体。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：林金河，孙亚飞，
申请(专利权)人：北京林氏精化新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]