[发明专利]一种复合磺酸改性聚异氰酸酯、制备方法及其应用

说明书

本专利涉及一种复合磺酸亲水改性聚异氰酸酯的制备方法，以及其在胶粘剂、涂料等领域的应用，以此方法制备的改性聚异氰酸酯具有生产效率高、粘度低、分散性好等优点。

技术领域

本发明涉及改性异氰酸酯领域，具体地涉及一种复合磺酸亲水改性聚异氰酸酯，本发明还涉及所制备的磺酸亲水改性聚异氰酸酯在涂覆剂、粘合剂、密封剂等领域中的应用。

背景技术：

随着社会的发展变迁，环境问题越来越受到人们的关注，世界各国对于生态环境的保护越来越重视，企业的环保意识也越来越强，涂料、粘合剂等领域具有从油性转为水性的迫切需求。与油性产品相比，水性产品的生产工艺以及引入的亲水性基团决定了单组份水性产品具有更差的耐性以及力学性能。而水性异氰酸酯固化剂的引入能够有效增加水性产品的分子量，改善水性涂料、粘合剂由于分子量小、亲水性强所带来的在耐性方面的不足，进而加快涂料、粘合剂产品油性转水性的进程。

水性异氰酸酯固化剂按照亲水基团的种类可以分为聚醚亲水改性固化剂和磺酸亲水改性固化剂。其中聚醚改性异氰酸酯粘度低、成本低获得了市场的广泛认可，但为了获得好的亲水性需要引入大量聚醚，导致产品有效异氰酸酯含量低，耐性差。而磺酸改性聚异氰酸酯固化剂具有官能度高、易分散等优点，但磺酸原料成本高，反应速率慢，产品粘度高等缺点限制了其在涂料、粘合剂等领域的应用，通常需要使用大量有机溶剂稀释，这违背了油性转水性的初衷。如何在保证足够亲水性的同时，尽量降低产品的粘度以及成本一直是行业的痛点。

专利CN1190450C使用3-(环己基氨基)-丙磺酸和2-(环己基氨基)-乙磺酸固体粉末制备磺酸改性多异氰酸酯，所得改性的多异氰酸酯不需要高剪切力就能够在水中均匀分散。CN104448232B使用4-(环己基氨基)-丁磺酸固体粉末制备磺酸改性多异氰酸酯，同样获得了性能优异的磺酸改性多异氰酸酯。以上两篇专利均使用单一固体粉末磺酸制备改性固化剂，所制备产品粘度高，磺酸用量大，成本高。

本发明经过长期实验发现，通过在氨基磺酸中引入少量羟基磺酸，可以在氨基磺酸用量少、产品粘度低、分散性好的同时保持相同亲水效果。

发明内容

本专利的目的是提供一种复合磺酸改性聚异氰酸酯，以此方法制备的改性聚异氰酸酯具有生产效率高、粘度低、分散性好等优点，加速涂料、粘合剂领域油性转水性的进程。

为了实现以上发明目的，本发明提供如下技术方案：

一种复合磺酸亲水改性聚异氰酸酯,其特征在于，所述亲水改性聚异氰酸酯是由包含组分(a)、组分(b)和任选的组分(c)反应得到的反应产物：

(a)至少一种脂肪族、脂环族、芳脂族和/或芳族聚异氰酸酯或改性聚异氰酸酯；

(b)复合磺酸，其包含具有如下结构的氨基磺酸(b1)和羟基磺酸(b2)：

其中R1为环己基、环己甲基、对甲基环己基、2-甲基环己基、2,3-二甲基环己基、3,3,5-三甲基环己基、4-叔丁基环己基、环庚基、环辛甲基、2-降莰基、2-金刚烷基和3,5-二甲基-1-金刚烷基中的一种，R2为是具有2至6个碳原子的直链或支化脂族基团，如亚乙基、亚丙基、亚丁基；

OH-R₃-SO₃H(b2)

其中R3是具有2至6个碳原子的直链或支化脂族基团，如亚乙基、亚丙基、亚丁基；

(c)叔胺。

本发明中，所述复合磺酸(b)的用量为聚异氰酸酯(a)和复合磺酸(b)总量的0.5％-10％，所述叔胺(c)与复合磺酸(b)的摩尔比为0.9～1.1％；