[发明专利]一种有机硅改性水性聚氨酯树脂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及水性聚氨酯领域，特别是关于有机硅改性的水性聚氨酯及其制备方法。

背景技术

天然乳胶手套为使用极为普遍的防护手套之一，但乳胶手套中的成分(例如：蛋白质)却可能是接触者产生过敏或刺激性的接触性皮炎，而在手套生产过程中加入的化学物质也会引起使用者过敏。为预防天然乳胶手套造成的危害，已有许多的相关尝试，例如减少天然乳胶的用量或是以不含潜在引起过敏症的聚合物弹性体来制备手套，然而目前已知的许多聚合物弹性体手套给人不同于天然乳胶手套的穿戴感觉，通常是较为不舒服、不贴身且可能很难穿戴，另以粉末覆盖在手套内部或以卤素进行手套表面处理的方式，虽有助于增滑、便于穿戴，但是医疗用手套上的粉末若进入伤口，容易增加病患的感染、发炎的风险，且含粉末的手套在电子行业应用上也不好，因为对精密的电子设备而言，粉末是潜在的污染源，而以卤素处理的手套表面会使手套出现明显的老化现象，如变脆或褪色。

目前，虽然水性聚氨酯可适当改善手套的穿戴与粉末问题，但是仍有其他无法克服的缺点，例如商业化的水性聚氨酯产品受限于合成工艺，合成制备是必须要使用与水反应性较低的脂肪族或环脂肪族二异氰酸酯，异氰酸酯有异佛尔二异氰酸酯IPDI、1，6-己基异氰酸酯HDI、二环己基甲烷二异氰酸酯H12MDI、四甲基环己基甲烷二异氰酸酯TMXD等，这些二异氰酸酯的价格昂贵，使水性聚氨酯的原料成本较其它材料高出太多，另外传统的水性聚氨酯在浸渍、涂布后由于水性聚氨酯颗粒间的融合性不好，会在干燥的过程中成膜易于龟裂，导致成膜后的皮膜物无法展现聚氨酯的原本高的性能。因此如何制备原料成本较低，且能适用于浸渍、涂布制造过程，在成膜后，仍能维持高的聚氨酯功能特性，仍是手套业及薄膜制品业界共同努力的目标。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种有机硅改性水性聚氨酯树脂及其制备方法，通过引入有机硅结构到聚氨酯弹性体中，赋予聚氨酯弹性体更好的性能，能适用于浸渍、涂布制造过程，在成膜后，仍能维持高的聚氨酯功能特性。

本发明有机硅改性水性聚氨酯树脂，其特征在于由以下原料制成，以重量百分数计：异氰酸酯10～20％、聚酯多元醇20～40％、有机硅油0.1～5％、亲水性扩链剂2-5％、多元醇类扩链剂2-5％、多元胺类扩链剂1-3％、催化剂0.01-1％、成盐剂1-4％、溶剂5-8％和余量水，其中有机硅油是能与异氰酸酯反应的一种或多种包括两个或多个羟基的多元醇的聚合物，数均分子量在500-10000，平均羟值在5-100mgKOH/g。

本发明加入的有机硅油是能与异氰酸酯反应的一种或多种多元醇包括含有两个或多个羟基的任何聚合物，分子量在500-10000，平均羟值在5-100mgKOH/g，优选的有机硅油为聚醚改性聚硅氧烷，如市售的由迈图高新材料集团公司生产的L-1160(是迈图公司一种伯羟基聚醚改性聚硅氧烷，其分子含亲水聚醚(EO封端)，可以通过其所带羟基与异氰酸酯(-NCO)反应接枝到树脂上，从而对树脂进行综合改性)、L-1170(是迈图公司一种伯羟基/仲羟基聚醚改性聚硅氧烷，其分子两端含亲水聚醚(一端-EO封端、一端-PO封端)，可以通过其所带羟基与异氰酸酯(-NCO)反应接枝到树脂上，从而对树脂进行综合改性)、L-1197(是迈图公司一种低分子量，端基为伯羟基聚二甲基硅氧烷，其分子两端含亲水聚醚(一端-EO封端、一端-PO封端)；可以通过其所带羟基与异氰酸酯(-NCO)反应接枝到树脂上，从而对树脂进行综合改性)中的一种或多种。

所述的聚酯多元醇是能与异氰酸酯反应的一种或多种多元醇包括含有两个或是多个羟基的任何聚合物，也包括反应条件下开环提供适当反应活性羟基的环状化合物。分子量在500-5000，平均羟值在10-300mgKOH/g，适合的多元醇的例子有三羟基丙烷、乙二醇、丙二醇等等，适宜的环状化合物包括聚己内酯。优选的聚酯二醇是通过己二酸与1，4-丁二醇和1，6-己二醇中一种或两种反应而得到，如CMA-44(烟台华大化学工业有限公司产品)。

所述的异氰酸酯有异佛尔二异氰酸酯(IPDI)、1，6-己基异氰酸酯(HDI)、二环己基甲烷二异氰酸酯(H12MDI)、四甲基环己基甲烷二异氰酸酯(TMXDI)、甲苯二异氰酸酯(TDI)中的一种或多种。