[发明专利]一种深共晶溶剂及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种深共晶溶剂及其制备方法和应用，属于化工技术领域。本发明的深共晶溶剂包括DMPA和降熔点助剂；所述降熔点助剂包括氯化胆碱。本发明通过将降熔点助剂与DMPA形成深共晶溶剂来降低DMPA的熔点，使DMPA更容易溶于水性聚氨酯的反应体系中，获得无溶剂的水性聚氨酯。

技术领域

本发明涉及化工技术领域，尤其涉及一种深共晶溶剂及其制备方法和应用。

背景技术

聚氨酯以其优良的性能在轻纺、皮革加工行业应用广泛。随着人们环保意识以及环保法规的加强，环境友好的水性聚氨酯的研究、开发日益受到重视，其应用已由皮革涂饰剂不断扩展到涂料、工业漆、黏合剂等领域，正在逐步占领溶剂型聚氨酯的市场，代表着涂料、工业漆、黏合剂的发展方向。水性聚氨酯不同于传统的溶剂型聚氨酯，是以水代替有机溶剂作为分散介质的一种环境友好型材料。水性聚氨酯种类有很多，其中阴离子型水性聚氨酯使用的最为广泛。目前工业上普遍采用丙酮法制备阴离子型水性聚氨酯，在众多阴离子型扩链剂中，2,2-二羟甲基丙酸(DMPA)是使用最广泛的一种亲水扩链剂，但其弊端在于DMPA的熔点高(175～185℃)，在丙酮中的溶解度较低，很难加热溶解，在合成过程中需要加入大量的丙酮，脱丙酮过程麻烦，丙酮沸点低，和水形成共沸物，很难脱除干净，给生产过程带来安全隐患。有时候需要加入助溶剂如N-甲基吡咯烷酮(NMP)、二甲基甲酰胺(DMF)等来溶解DMPA，加快DMPA的扩链反应。但NMP、DMF属于有毒、有害的有机溶剂，并且其沸点高，也很难从制备出的水性聚氨酯中除去，在使用过程中会给环境保护和人体安全带来极大的隐患，因此迫切需要一种新工艺来解决DMPA溶解难的问题。

CN103214668 B提出2,2-二羟甲基丁酸(DMBA)代替DMPA作为亲水性扩链剂使用，DMBA熔点低，只有108～115℃，可以更好的溶在反应体系中得到均匀的聚氨酯预聚体。也有人使用2,4-二氨基苯磺酸钠(SDBS)作为亲水扩链剂，制备水性聚氨酯，SDBS的熔点较低且能溶解于去离子水中直接加入到反应体系中，从而避免使用助溶剂。但DMBA和SDBS价格昂贵，价格是DMPA的3～5倍，经济性较差，难以在工业上得到广泛的应用，而且磺酸型扩链剂中所含的水分会导致水性聚氨酯制备过程的不易控制。CN103214668B利用DMPA和活泼单体如：己内酯、环氧乙烷、环氧丙烷以及四氢呋喃的开环反应降低扩链剂的熔点，从而进一步制备无助溶剂的水性聚氨酯，但此方法工艺复杂，成本高。CN106750126B将DMBA和脂肪族二元醇共混，在搅拌、氮气保护的条件下，加热至DMBA完全熔融，冷却至室温，得到低熔点扩链剂，再进行合成聚氨酯预聚体，但所述的低熔点扩链剂的熔点依然在110～140℃。因此，需要一种经济性高且工艺简单的方法来解决DMPA熔点的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种深共晶溶剂及其制备方法和应用，通过将DMPA制备成深共晶溶剂来降低DMPA的熔点，使DMPA更容易溶于水性聚氨酯的反应体系中，获得无溶剂的水性聚氨酯，本发明的方法简单经济。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种深共晶溶剂，包括DMPA和降熔点助剂；所述降熔点助剂包括氯化胆碱。

优选的，所述降熔点助剂还包括甘油和/或尿素。

优选的，当所述降熔点助剂为氯化胆碱时，所述氯化胆碱和DMPA的摩尔比为1:1。

优选的，当所述降熔点助剂为氯化胆碱和甘油时，所述氯化胆碱、甘油和DMPA的摩尔比为1：(1～2)：(1～2)。

优选的，当所述降熔点助剂为氯化胆碱和尿素时，所述氯化胆碱、尿素和DMPA的摩尔比为1：(1～2)：(1～2)。

优选的，当所述降熔点助剂为氯化胆碱、甘油和尿素时，所述氯化胆碱、甘油、尿素和DMPA的摩尔比为1:1:1:1或者为2:1:3:(1～2)。

优选的，所述深共晶溶剂的熔点＜40℃。