[发明专利]有机硅改性阳离子型聚氨酯的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种聚氨酯的制备方法，尤其涉及一种有机硅改性的阳离子型聚氨酯的制备方法。

背景技术

在聚氨酯的合成过程中，由于亲水基团的引入，使得未改性聚氨酯产品膜的表面疏水性、耐水性差，在一定程度上限制了水性聚氨酯作为涂饰剂的应用，水性聚氨酯相对于普遍的溶剂型聚氨酯，存在干燥时间长，粘度低等问题，高固含量水性聚氨酯方便运输，再在高固含量聚氨酯大分子链上引入疏水的有机硅、有机氟可以改善聚氨酯的耐水性及表面疏水性。有机氟改性所得的聚氨酯产品膜接触角最高可达110°以上，但是，有机氟单体成本高、刺激性大，所得产品稳定性差。

发明内容

为克服上述技术不足，本发明提供一种有机硅改性阳离子型聚氨酯的制备方法。

本发明所采取的技术方案：

有机硅改性阳离子型聚氨酯的制备方法，以聚乙二醇(PPG)和4,4-环己基甲烷二异氰酸酯(HMDI)与异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)混合二异氰酸酯为单体，以三羟甲基丙酸(DMPA)为亲水扩链剂，以三羟甲基丙烷(TMP)为交联剂，以二月桂酸二丁基锡(DBTDL)为催化剂；

具体制备步骤为：将单体PPG和HMDI与IPDI混合物加入到能够控温的反应釜中，升温至75℃，加入催化剂DBTDL，在氮气保护下恒温75℃反应3.5h后降温至55℃，加入0.25％总单体质量的丙酮降低体系粘度，加入含量占7.5％的亲水扩链剂DMPA恒温反应3h，再在恒温55℃下加入含量占0.6％的交联剂TMP反应2h，继续恒温55℃加入1,4-丁二醇(1,4-BDO)反应2h，降温至40℃加入冰乙酸中和反应20min，得到水性聚氨酯预聚体，在25℃下以转速1500r/min向预聚体中加入硅烷偶联剂，然后匀速滴水进行乳化，直至乳化完全，减压蒸馏除去产品中的溶剂丙酮，得到有机硅改性阳离子型聚氨酯。

所述的单体中混合二异氰酸酯体积比IPDI/HMDI为4:1～2:1；

所述的单体混合二异氰酸酯与聚乙二醇摩尔比为4:1～3:1；

本发明的有益效果：本发明所提供的有机硅改性阳离子型聚氨酯的制备方法制备的聚氨酯具有较高的固含量，成膜时间短且有机硅改性的聚氨酯的产品膜接触角最高可达110°以上，且价格低廉，无毒可靠，便于运输。

具体实施方式

实施例1

有机硅改性阳离子型聚氨酯的制备方法，步骤为

(1)原料预处理：聚乙二醇、异佛尔酮二异氰酸酯、4,4-二环己基甲烷二异氰酸酯在真空干燥箱中于105℃下干燥3h；丙酮用高温活化过的4A分子筛干燥7天；双羟甲基丙酸、三羟甲基丙烷在80℃下真空干燥2h；

(2)水性阳离子型聚氨酯预聚体制备：将单体HMDI与IPDI比为1:2混合，再将聚乙二醇和混合二异氰酸酯以摩尔比1:3混合加入到能够控温的反应釜中，升温至75℃，加入催化剂DBTDL，在氮气保护下恒温75℃反应3.5h后降温至55℃，加入0.25％总单体质量的丙酮降低体系粘度，加入含量占7.5％的亲水扩链剂DMPA恒温反应3h，再在恒温55℃下加入含量占0.6％的交联剂TMP反应2h，继续恒温55℃加入1,4-丁二醇(1,4-BDO)反应2h，降温至40℃加入冰乙酸中和反应20min，得到水性阳离子型聚氨酯预聚体。

(3)有机硅改性阳离子型聚氨酯：在25℃下以转速1500r/min向预聚体中加入硅烷偶联剂，然后匀速滴水进行乳化，直至乳化完全，减压蒸馏除去产品中的溶剂丙酮，得到有机硅改性阳离子型聚氨酯。

实施例2

有机硅改性阳离子型聚氨酯的制备方法，步骤为

(1)原料预处理：聚乙二醇、异佛尔酮二异氰酸酯、4,4-二环己基甲烷二异氰酸酯在真空干燥箱中于105℃下干燥3h；丙酮用高温活化过的4A分子筛干燥7天；双羟甲基丙酸、三羟甲基丙烷在80℃下真空干燥2h；

(2)水性阳离子型聚氨酯预聚体制备：将单体HMDI与IPDI比为1:4混合，再将聚乙二醇和混合二异氰酸酯以摩尔比1:4混合加入到能够控温的反应釜中，升温至75℃，加入催化剂DBTDL，在氮气保护下恒温75℃反应3.5h后降温至55℃，加入0.25％总单体质量的丙酮降低体系粘度，加入含量占7.5％的亲水扩链剂DMPA恒温反应3h，再在恒温55℃下加入含量占0.6％的交联剂TMP反应2h，继续恒温55℃加入1,4-丁二醇(1,4-BDO)反应2h，降温至40℃加入冰乙酸中和反应20min，得到水性阳离子型聚氨酯预聚体。