[发明专利]一种有机硅/聚氨酯聚合物的制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种有机硅/聚氨酯聚合物的制备方法，包括：以有机硅、第一多元醇和含异氰酸酯官能团的化合物为原料，在反应温度为80‑100摄氏度，反应时间为2‑6个小时的条件下进行反应，制得有机硅/聚氨酯预聚体；对有机硅/聚氨酯预聚体进行嵌段处理，嵌段处理包括硬链段嵌入和软链段嵌入，制得结构式(Ⅰ)的有机硅/聚氨酯聚合物。本发明的有机硅/聚氨酯聚合物的制备方法过程简单，操作方便，生产效率高，适于规模化生产；与现有的聚氨酯聚合物相比，采用本发明的制备方法制得的有机硅/聚氨酯聚合物具备优异的耐水性能和抗冲击性能，更适用于疏水低表面能涂料。

技术领域

本发明涉及聚氨酯领域，尤其涉及一种有机硅/聚氨酯聚合物的制备方法和应用。

背景技术

有机硅具有极好的耐高低温性能、优良的电绝缘性和化学稳定性、憎水防潮性、生理惰性等优点，但其也存在附着力较差、力学强度低等缺点。聚氨酯具有耐磨、抗撕裂、抗曲挠性好等特点，但其耐高温、热老化性能欠佳。有机硅/聚氨酯聚合物兼具有有机硅和聚氨酯两者的优异性能，表现出良好的表面富集性、优良的低温柔顺性、介电性、生物相容性等，克服了有机硅机械性能差等缺点，也弥补了聚氨酯耐候性差等不足，是一种发展前景很广阔的新型高分子材料。目前，在有机硅/聚氨酯聚合物的原材料选择上，有机硅一般选择聚硅氧烷，如聚二有机硅氧烷二胺、带有Si-OH的聚二甲基硅氧烷等。对聚二有机硅氧烷二胺而言，由于其端基为有机链仅为一个单元的伯胺聚二有机硅氧烷，伯胺聚二有机硅氧烷与聚氨酯相容性较差，所制得的有机硅/聚氨酯聚合物的力学强度不足；对于带有Si-OH的聚二甲基硅氧烷，由于带有Si-OH的聚二甲基硅氧烷在与聚氨酯合成的过程中会形成Si-O-C，而Si-O-C存在聚合物的结构中会导致有机硅/聚氨酯聚合物的耐水性较差。

因此，有必要提供一种技术手段解决上述缺陷，以获得力学强度和耐水性均适用于疏水低表面能涂料的有机硅/聚氨酯聚合物。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术之缺陷，提供一种有机硅/聚氨酯聚合物的制备方法和应用，目的是获得力学强度和耐水性均适用于疏水低表面能涂料的有机硅/聚氨酯聚合物。

本发明提供一种有机硅/聚氨酯聚合物的制备方法，该制备方法包括如下步骤：

(1)以有机硅、第一多元醇和含异氰酸酯官能团的化合物为原料，在反应温度为80-100摄氏度，反应时间为2-6个小时的条件下进行反应，制得有机硅/聚氨酯预聚体；

(2)对有机硅/聚氨酯预聚体进行嵌段处理，嵌段处理包括硬链段嵌入和软链段嵌入，制得有机硅/聚氨酯聚合物，该有机硅/聚氨酯聚合物具有如下式(Ⅰ)结构：

式(Ⅰ)中，m为大于等于1的整数、n为大于等于1的整数；

R为氢、甲基、乙基、苯基、三氟丙基中的一种或多种；

X为脂肪烃链段、聚醚链段中的一种或多种；

Y为芳基、亚甲基桥连的芳基、脂肪基中的一种或多种；

Z为脂肪链、聚醚链、聚酯链中的一种或多种。

优选地，步骤(1)中的有机硅/聚氨酯预聚体由如下重量份数的原料制成：有机硅2-20份、第一多元醇10-50份、含异氰酸酯官能团的化合物20-40份。

优选地，有机硅为烃羟基封端的聚二甲基硅氧烷。

优选地，含异氰酸酯官能团的化合物为甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、赖氨酸二异氰酸酯中的一种或多种。

优选地，步骤(1)中的制备有机硅/聚氨酯预聚体的步骤为：

(11)将第一多元醇加入反应容器中，并对放置于反应容器中的第一多元醇进行除水处理；