[发明专利]有机硅多元醇改性的水性聚氨酯乳液及制法

权利要求书

1.有机硅多元醇改性的水性聚氨酯乳液，其由以下组分制备：

多元醇，10-20重量％；

有机硅多元醇，1.5-6重量％；

异氰酸酯，10-20重量％；

亲水扩链剂，1.5-3.5重量％；

催化剂，0.01-0.08重量％；

多官能化合物，0.4-1重量％；

成盐剂，1-2重量％；

水，40-75重量％；

己二醇，0.5至8重量％；

其中，各组分的重量百分比均基于水性聚氨酯乳液的总重量计，且各组分重量百分比之和为100重量％，

其中所述多元醇为聚环氧丙烷二元醇，

所述有机硅多元醇为有机硅二元醇，其具有式Ⅰ所示的结构：

在式I中，R₁和R₂独立地选自H或C_1-5烷基；R₃为亚乙基；n为聚合度，其为10-100，

其中有机硅多元醇的重均分子量为500-2200，

所述异氰酸酯为异佛尔酮二异氰酸酯和1,6-六亚甲基二异氰酸酯，

所述亲水扩链剂为二羟甲基丙酸，

所述催化剂为二丁基二月桂酸锡，

所述多官能化合物为三羟甲基丙烷，

所述成盐剂为三乙胺，

其中乳液液滴的中位粒径D₅₀为200-410nm，且粒径分布指数Span值大于0.1，小于等于0.53；

所述水性聚氨酯乳液通过包括以下步骤的方法制备：

(a)将多元醇、异氰酸酯、亲水扩链剂、催化剂加入至反应器中，在50-100℃下反应1-5小时，得到聚氨酯化合物X；

(b)将有机硅多元醇、异氰酸酯、亲水扩链剂、催化剂加入至另一反应器中，在50-100℃下反应1-5小时，得到聚氨酯化合物Y；

(c)将聚氨酯化合物X与聚氨酯化合物Y进行混合，加入有机溶剂并将所得混合物的粘度调节至50-500mPa·s，然后向其中加入多官能化合物，在50-100℃下反应1-5小时，得到水性聚氨酯预聚体；

(d)将上述预聚体降温至30-70℃，加入成盐剂，进一步降低温度至20-30℃，加入水进行乳化，得到含有机溶剂的水性聚氨酯乳液；

(e)除去水性聚氨酯乳液体系中引入的有机溶剂，得到最终的水性聚氨酯乳液，

其中，在步骤(c)中，每小时所滴加的多官能化合物的量为0.2-1.2重量％，基于步骤(c)中所得混合物的总重量计，

其中，在步骤(a)中，加入小分子扩链剂己二醇，其含量为0.5至8重量％，基于水性聚氨酯乳液的总重量计，

其中在步骤(a)中，异氰酸酯：多元醇：亲水扩链剂的重量比为1：1.1-2.4：0.1-0.4，

在步骤(b)中，异氰酸酯：有机硅多元醇：亲水扩链剂的重量比为1：0.6-1.2：0.1-0.3，

并且在步骤(a)和(b)中，异氰酸酯：多元醇与有机硅多元醇之和：亲水扩链剂的重量比为1：1.0-2.5：0.1-0.6。

2.根据权利要求1所述的水性聚氨酯乳液，其中粒径分布指数Span值大于0.2，小于等于0.53。

3.根据权利要求2所述的水性聚氨酯乳液，其中粒径分布指数Span值大于0.3，小于等于0.53。

4.根据权利要求1所述的水性聚氨酯乳液，其中乳液液滴的中位粒径D₅₀为250-410nm。

5.根据权利要求4所述的水性聚氨酯乳液，其中乳液液滴的中位粒径D₅₀为300-410nm。

6.根据权利要求1所述的水性聚氨酯乳液，其中R₁和R₂独立地选自H、甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基和叔丁基。

7.根据权利要求6所述的水性聚氨酯乳液，其中R₁和R₂独立地选自H、甲基、乙基、正丙基和异丙基。