【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及水性聚氯酯材料，并且更具体地，涉及一种非离子型双氨基亲水扩链剂及其制备方法以及一种非离子型水性非异氰酸酯聚氯酯及其制备方法。
技术介绍
1、聚氨酯以其优异的性能应用广泛。目前，聚氨酯工业正向适应环境保护、安全卫生等方向发展。非异氰酸酯聚氨酯是指不使用异氰酸酯作原料而合成聚氨酯，由于其在合成时不使用异氰酸酯，不含高毒性的异氰酸酯(特别是tdi)，合成时安全无毒，有效的解决了异氰酸酯对健康和安全造成的危害。因此，非异氰酸酯聚氨酯已成为聚氨酯合成的重要研究方向。
2、水性聚氨酯继承了溶剂型聚氨酯的优异性能，在制备和使用过程中对环境更友好，因此发展迅速。一般来说制备水性聚氨酯需要3种主要原料：异氰酸酯、含活性氢高聚物和扩链剂，通过反应后将体系分散于水中即得。
3、非离子型聚氨酯的制备主要采用将非离子型亲水性链段引入到分子主链或侧链上实现聚氯酯在水中的分散，由于不存在离子型聚氯酯中的双电层结构，非离子型水性聚氯酯对电解质不敏感，使得其可以与不同ph值的其他乳液任意共混而不会出现破乳等问题，这可以扩展水性聚氯酯的应用领域。因此，非离子型水性聚氯酯具有很好的发展前景。
4、目前，生产水性聚氯酯过程中仍需使用高毒性的异氰酸酯和大量溶剂，同时，水性聚氯酯生产类产品在应用性质(例如，水性聚氯酯作为乳液形式的乳液稳定性)和固化后产品的物理性质方面还不尽如意。因此，当前对具有良好环保性和安全性，同时具有良好的应用性质(例如，乳液稳定性)以及其固化后产品具有良好的物理性质的非离子型水性非异氰酸酯聚氯酯产品
技术实现思路
1、从以上阐述的技术问题出发，本专利技术的目的是提供一种非离子型双氨基亲水扩链剂及其制备方法以及一种非离子型水性非异氰酸酯聚氯酯及其制备方法。根据本专利技术的非离子型双氨基亲水扩链剂可以用于制备非离子型水性非异氰酸酯聚氯酯，从而提升水性聚氯酯生产过程的环境友好性和安全性。根据本专利技术的非离子型双氨基亲水扩链剂的制备方法可以以工艺简单、成本低且反应率高的方式制备所述非离子型双氨基亲水扩链剂。此外，通过采用根据本专利技术的制备方法得到的非离子型水性非异氰酸酯聚氨酯，具有优良的乳液稳定性(包括机械稳定性和钙离子稳定性)，并且其固化产品具有良好的物理性质(如拉伸强度、断裂伸长率和撕裂强度等)。
2、具体地，根据本专利技术的一个方面，提供了一种非离子型双氨基亲水扩链剂，所述非离子型双氨基亲水扩链剂具有由下列通式(1)表示的结构：
3、
4、其中r1为c2-c10二价脂肪族基团；并且n1为3-60的整数。
5、根据本专利技术的某些优选实施方案，其中r1为c3-c6直链、支链或环状的亚烷基。
6、根据本专利技术的某些优选实施方案，其中n1为n为3-37的整数。
7、根据本专利技术的另一个方面，提供了一种非离子型双氨基亲水扩链剂的制备方法，所述方法包括下列步骤：
8、(1)将三羟甲基丙烷聚乙二醇单甲醚、氯甲酸苯酯、酯化主催化剂和酯化助催化剂混合并加热，得到碳酸苯酯封端的三羟甲基丙烷聚乙二醇单甲醚；
9、(2)将所述碳酸苯酯封端的三羟甲基丙烷聚乙二醇单甲醚、二元胺、胺化催化剂混合、加热并减压蒸馏以除去苯酚，以得到所述非离子型双氨基亲水扩链剂，其中：
10、所述三羟甲基丙烷聚乙二醇单甲醚具有由以下通式(2)表示的结构：
11、
12、其中，n1为3-60的整数，并且
13、所述二元胺具有由下列通式(3)表示的结构：
14、
15、其中r1为c2-c10二价脂肪族基团，
16、所述酯化主催化剂选自1-吗啉-1-环戊烯、1-吡咯烷基-1-环戊烯、1-吗啉基-1-环己烯、1-(1-吡咯烷)环己烯、4-二甲胺基吡啶和三乙胺中的一种或多种；
17、所述酯化助催化剂选自二环己基碳二亚胺、n，n’-二异丙基碳二亚胺和1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺中的一种或多种；和
18、所述胺化催化剂选自1，1，3，3-四甲基胍、1，1-二甲基双胍和1，2，3-三苯基胍中的一种或多种。
19、根据本专利技术的某些优选实施方案，其中r1为c3-c6直链、支链或环状的亚烷基。
20、根据本专利技术的某些优选实施方案，其中n1为n为3-37的整数。
21、根据本专利技术的某些优选实施方案，在步骤(1)中，所述氯甲酸苯酯与所述三羟甲基丙烷聚乙二醇单甲醚的摩尔比在2∶1至3∶1的范围内。
22、根据本专利技术的某些优选实施方案，在步骤(1)中，所述酯化主催化剂与所述酯化助催化剂的重量比在1∶1至10∶1的范围内。
23、根据本专利技术的某些优选实施方案，在步骤(1)中，所述酯化主催化剂和所述酯化助催化剂的重量之和与所述三羟甲基丙烷聚乙二醇单甲醚和氯甲酸苯酯的重量之和的比率在1×10-4∶1至1×10-2∶1的范围内。
24、根据本专利技术的某些优选实施方案，所述二元胺选自乙二胺、1，3-丙二胺、1，4-丁二胺、1，5-戊二胺、己二胺、1，2-丙二胺、2-甲基-1，3-丙二胺、2-甲基戊二胺、苯二胺、间苯二甲胺、间环己基二甲胺、n-乙基乙二胺、n，n-二甲基乙二胺、环己二胺、对氨基己二胺、异佛尔酮二胺、4，4’-二环已基甲烷二胺、3，3’-二甲基-4，4’-二环已基甲烷二胺中的一种或几种。
25、根据本专利技术的某些优选实施方案，在步骤(2)中，所述胺化催化剂和与所述碳酸苯酯封端的三羟甲基丙烷聚乙二醇单甲醚和多元胺的重量之和的比率在1×10-4∶1至1×10-2∶1的范围内。
26、在本专利技术的又一个方面中，提供了一种非离子型水性非异氰酸酯聚氨酯，所述非离子型水性非异氰酸酯聚氨酯具有由下列通式(4)表示的结构：
27、
28、其中：
29、r1为c2-c10二价脂肪族基团；
30、r2为从聚醚二元醇去除两个羟基以后所得到的二价残基，所述聚醚二元醇的数均分子量在650至3000的范围内；
31、n1为3-60的整数；并且
32、n2为35-180的整数。
33、根据本专利技术的某些优选实施方案，其中r1为c3-c6直链、支链或环状的亚烷基。
34、根据本专利技术的某些优选实施方案，所述聚醚二元醇选自聚环氧乙烷二元醇、聚环氧丙烷二元醇和聚四亚甲基醚二元醇中的一种或多种。
35、根据本专利技术的某些优选实施方案，其中n1为n为3-37的整数。
36、根据本专利技术的某些优选实施方案，其中n2为n为85-165的整数。
37、在本专利技术的又一个方面中，提供了一种非离子型水性非异氰酸酯聚氯酯的制备方法，所述方法包括：将根据权利要求1-3中任一项所述的非离子型双氨基亲水扩链剂和端碳酸苯酯聚醚混合、加热并减压蒸馏以除去苯酚，其中：
38、所述端碳酸苯酯聚醚具有由本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种非离子型双氨基亲水扩链剂，所述非离子型双氨基亲水扩链剂具有由下列通式(1)表示的结构：
2.根据权利要求1所述的非离子型双氨基亲水扩链剂，其中R1为C3-C6直链、支链或环状的亚烷基。
3.根据权利要求1所述的非离子型双氨基亲水扩链剂，其中n1为n为3-37的整数。
4.一种非离子型双氨基亲水扩链剂的制备方法，所述方法包括下列步骤：
5.根据权利要求4所述的非离子型双氨基亲水扩链剂的制备方法，其中R1为C3-C6直链、支链或环状的亚烷基。
6.根据权利要求4所述的非离子型双氨基亲水扩链剂的制备方法，其中n1为n为3-37的整数。
7.根据权利要求4所述的非离子型双氨基亲水扩链剂的制备方法，其中在步骤(1)中，所述氯甲酸苯酯与所述三羟甲基丙烷聚乙二醇单甲醚的摩尔比在2∶1至3∶1的范围内。
8.根据权利要求4所述的非离子型双氨基亲水扩链剂的制备方法，其中在步骤(1)中，所述酯化主催化剂与所述酯化助催化剂的重量比在1∶1至10∶1的范围内。
9.根据权利要求4所述的非离子型双氨基亲
10.根据权利要求4所述的非离子型双氨基亲水扩链剂的制备方法，其中所述二元胺选自乙二胺、1，3-丙二胺、1，4-丁二胺、1，5-戊二胺、己二胺、1，2-丙二胺、2-甲基-1，3-丙二胺、2-甲基戊二胺、苯二胺、间苯二甲胺、间环己基二甲胺、N-乙基乙二胺、N，N-二甲基乙二胺、环己二胺、对氨基己二胺、异佛尔酮二胺、4，4’-二环已基甲烷二胺、3，3’-二甲基-4，4’-二环已基甲烷二胺中的一种或几种。
11.根据权利要求4所述的非离子型双氨基亲水扩链剂的制备方法，其中在步骤(2)中，所述胺化催化剂和与所述碳酸苯酯封端的三羟甲基丙烷聚乙二醇单甲醚和多元胺的重量之和的比率在1×10-4∶1至1×10-2∶1的范围内。
12.一种非离子型水性非异氰酸酯聚氯酯，所述非离子型水性非异氰酸酯聚氯酯具有由下列通式(4)表示的结构：
13.根据权利要求12所述的非离子型水性非异氰酸酯聚氯酯，其中R1为C3-C6直链、支链或环状的亚烷基。
14.根据权利要求12所述的非离子型水性非异氰酸酯聚氯酯，其中所述聚醚二元醇选自聚环氧乙烷二元醇、聚环氧丙烷二元醇和聚四亚甲基醚二元醇中的一种或多种。
15.根据权利要求12所述的非离子型水性非异氰酸酯聚氯酯，其中n1为n为3-37的整数。
16.根据权利要求12所述的非离子型水性非异氰酸酯聚氯酯，其中n2为n为85-165的整数。
17.一种非离子型水性非异氰酸酯聚氯酯的制备方法，所述方法包括：将根据权利要求1-3中任一项所述的非离子型双氨基亲水扩链剂和端碳酸苯酯聚醚混合、加热并减压蒸馏以除去苯酚，其中：
18.根据权利要求17所述的非离子型水性非异氰酸酯聚氯酯的制备方法，其中所述聚醚二元醇选自聚环氧乙烷二元醇、聚环氧丙烷二元醇和聚四亚甲基醚二元醇中的一种或多种。
19.根据权利要求17所述的非离子型水性非异氰酸酯聚氨酯的制备方法，其中所述非离子型双氨基亲水扩链剂与所述端碳酸苯酯聚醚的摩尔比在1∶1至1.2∶1的范围内。
20.根据权利要求17所述的非离子型水性非异氰酸酯聚氯酯的制备方法，所述制备方法还包括向产物中加入水。
21.根据权利要求20所述的非离子型水性非异氰酸酯聚氨酯的制备方法，其中所加入水的重量与所述端碳酸苯酯聚醚、非离子型双氨基亲水扩链剂的重量之和的比率在1∶1至5∶1的范围内。
...【技术特征摘要】
1.一种非离子型双氨基亲水扩链剂，所述非离子型双氨基亲水扩链剂具有由下列通式(1)表示的结构：
2.根据权利要求1所述的非离子型双氨基亲水扩链剂，其中r1为c3-c6直链、支链或环状的亚烷基。
3.根据权利要求1所述的非离子型双氨基亲水扩链剂，其中n1为n为3-37的整数。
4.一种非离子型双氨基亲水扩链剂的制备方法，所述方法包括下列步骤：
5.根据权利要求4所述的非离子型双氨基亲水扩链剂的制备方法，其中r1为c3-c6直链、支链或环状的亚烷基。
6.根据权利要求4所述的非离子型双氨基亲水扩链剂的制备方法，其中n1为n为3-37的整数。
7.根据权利要求4所述的非离子型双氨基亲水扩链剂的制备方法，其中在步骤(1)中，所述氯甲酸苯酯与所述三羟甲基丙烷聚乙二醇单甲醚的摩尔比在2∶1至3∶1的范围内。
8.根据权利要求4所述的非离子型双氨基亲水扩链剂的制备方法，其中在步骤(1)中，所述酯化主催化剂与所述酯化助催化剂的重量比在1∶1至10∶1的范围内。
9.根据权利要求4所述的非离子型双氨基亲水扩链剂的制备方法，其中在步骤(1)中，所述酯化主催化剂和所述酯化助催化剂的重量之和与所述三羟甲基丙烷聚乙二醇单甲醚和氯甲酸苯酯的重量之和的比率在1×10-4∶1至1×10-2∶1的范围内。
10.根据权利要求4所述的非离子型双氨基亲水扩链剂的制备方法，其中所述二元胺选自乙二胺、1，3-丙二胺、1，4-丁二胺、1，5-戊二胺、己二胺、1，2-丙二胺、2-甲基-1，3-丙二胺、2-甲基戊二胺、苯二胺、间苯二甲胺、间环己基二甲胺、n-乙基乙二胺、n，n-二甲基乙二胺、环己二胺、对氨基己二胺、异佛尔酮二胺、4，4’-二环已基甲烷二胺、3，3’-二甲基-4，4’-二环已基甲烷二胺中的一种或几种。
11.根据权利要求4所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：翟现明，要如磊，韩之江，汪永强，赵波，孟志豪，张超，赵沛，
申请(专利权)人：山西省建筑科学研究院集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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