一种超支化有机氨基硅后扩链改性水性聚氨酯以及制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113956434A(43)申请公布日2022.01.21(21)申请号202111274523.1C08G18/32(2006.01)(22)申请日2021.10.29C08G18/12(2006.01)C08G18/61(2006.01)(71)申请人山东圳谷新材料科技有限公司地址266405山东省青岛市黄岛区滨海街道融合路669号申请人山东大学(72)发明人杨延钊李永年郭松(74)专利代理机构济南圣达知识产权代理有限公司37221代理人王志坤(51)Int.Cl.C08G18/75(2006.01)C08G18/66(2006.01)C08G18/42(2006.01)C08G18/34(2006.01)权利要求书3页说明书7页附图1页(54)发明名称一种超支化有机氨基硅后扩链改性水性聚氨酯以及制备方法(57)摘要本发明属于高分子水性聚氨酯技术领域，包括：步骤一：将小分子硅氧烷、去离子水、无水乙醇、酸混合，氮气保护下反应得到产物一，即带有氨基的超支化有机硅；步骤二：将二异氰酸酯、二元醇、催化剂在惰性气氛保护下反应；然后，加入亲水扩链剂、交联剂、中和剂和有机溶剂继续反应得到初步水性聚氨酯；初步水性聚氨酯与胺类扩链剂置于水中，混合均匀，乳化后即得初步水性聚氨酯预聚体乳液；步骤三：将产物一与初步水性聚氨酯预聚体乳液混合反应，去除有机溶剂后即得超支化有机氨基硅改性的水性聚氨酯乳液。所制得改性水性聚氨酯乳液具有优良的力学性能，好的耐水性及低的吸水率，好的耐温变性、耐盐雾性等性能。CN113956434ACN113956434A权利要求书1/3页1.一种超支化有机氨基硅后扩链改性水性聚氨酯的方法，其特征是，包括：步骤一：将小分子硅氧烷、去离子水、无水乙醇、酸混合，氮气保护下反应得到产物一，即带有氨基的超支化有机硅；步骤二：将二异氰酸酯、二元醇、催化剂在惰性气氛保护下反应；然后，加入亲水扩链剂、交联剂、中和剂和有机溶剂继续反应得到初步水性聚氨酯；初步水性聚氨酯与胺类扩链剂置于水中，混合均匀，乳化后即得初步水性聚氨酯预聚体乳液；步骤三：将产物一与初步水性聚氨酯预聚体乳液混合反应，去除有机溶剂后即得超支化有机氨基硅改性的水性聚氨酯乳液。2.如权利要求1所述的一种超支化有机氨基硅后扩链改性水性聚氨酯的方法，其特征是，步骤一中，所述带有氨基的超支化有机硅为氨丙基三乙氧基硅烷、氨丙基三甲氧基硅烷或(2‑氨乙基)氨丙基三乙氧基硅烷、(2‑氨乙基)氨丙基三甲氧基硅烷、γ‑缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、二甲基二乙基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷的一种或两种；优选的为氨丙基三乙氧基硅烷、二甲基二乙基硅烷。所述酸为盐酸、硫酸、醋酸中的一种或几种，在制备带有氨基的超支化有机硅的过程中，其中无机酸的作用是硅氧烷缩合的催化剂，促进小分子硅氧烷所合成大分子有机硅，相比于碱性催化剂，酸性催化剂的分子量不会使分子量过高。其中，去离子水与小分子有机硅的摩尔比为1：1.2‑1.5通过控制配比，可以防止过程中凝胶化的出现有利于得到超支化有机氨基硅。3.如权利要求1所述的一种超支化有机氨基硅后扩链改性水性聚氨酯的方法，其特征是，步骤一中，所述反应的温度为40‑90℃，反应4‑20h；优选的，反应温度为60℃，反应时间为6‑8h；进一步地，反应完成后将产物通过减压蒸馏，得到产物一，所述减压蒸馏的温度为30‑50℃，反应时间为1‑3h。4.如权利要求1所述的一种超支化有机氨基硅后扩链改性水性聚氨酯的方法，其特征是，步骤二中，所述二异氰酸酯选自1，6‑亚己基二异氰酸酯，二环己基甲烷二异氰酸酯，异佛尔酮二异氰酸酯，甲基环己基二异氰酸酯，三甲基1，6‑环己基二异氰酸酯，甲苯二异氰酸酯，二苯基甲烷二异氰酸酯中的一种或几种，优选的二异氰酸酯为异佛尔酮二异氰酸酯；或，所述的二元醇为分子量600‑10000的聚醚二元醇，分子量为600‑10000的聚酯二元醇，分子量为600‑10000的聚烯烃二元醇中的一种或多种；优选的，为分子量2000的聚乙二醇、月桂酸二丁基锡聚丙二醇、聚己内酯二元醇、聚己二酸‑1,4‑丁二醇酯二醇；或，所述催化剂为锡催化剂，更进一步地，所述锡催化剂为单丁基氧化锡、二丁基氧化锡、二丁基二乙酸锡、二月桂酸二丁基锡中的一种或多种；优选的，所述催化剂为二月桂酸二丁基锡；或，所述惰性气氛包括氮气、氩气、氦气、氖气中的一种或多种。5.如权利要求1所述的一种超支化有机氨基硅后扩链改性水性聚氨酯的方法，其特征是，步骤二中，所述的亲水扩链剂为1,2‑丙二醇‑3‑磺酸钠、二羟甲基丙酸、N‑甲基‑N,N二(2‑羟乙基)甜菜碱、二羟甲基丁酸、1,4