[发明专利]一种水性聚氨酯及其制备方法

权利要求书

1.一种水性聚氨酯，其特征在于其由以下组分反应制备：

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

其中所述多官能化合物为含有3个以上与NCO反应的基团的化合物，其选自三羟甲基丙烷、丙三醇、蓖麻油、季戊四醇、木糖醇、山梨醇、蔗糖或其混合物；

其中所述官能化多面体低聚倍半硅氧烷具有式(I)的结构：

其中R₁为H或C_1-8烷基；R₂为羟基、氨基、巯基；m、n为0-5的整数；

并且其中，所述水性聚氨酯通过包括以下步骤的方法制备：

a)在反应器中加入溶剂，加入官能化多面体低聚倍半硅氧烷、亲水扩链剂，温度控制在30-70℃，搅拌溶解，然后将异氰酸酯滴加至反应器中，反应0.5-2.0小时；

b)将多元醇、小分子扩链剂、催化剂加入至反应器中，温度控制在60-100℃，反应1.5-5.0小时；

c)向步骤b)获得的混合物中继续加入剩余溶剂，然后加入计量的多官能化合物，温度控制在50-80℃，反应1.5-4.0小时，得到高性能水性聚氨酯预聚体；

d)将步骤c)获得的高性能水性聚氨酯预聚体的温度控制在30-70℃，并向其中加入成盐剂，进一步降温至10-40℃，然后加入水并进行乳化，得到含溶剂的高性能水性聚氨酯；和

e)除去步骤d)获得的高性能水性聚氨酯中的溶剂，得到最终的高性能水性聚氨酯。

2.根据权利要求1的水性聚氨酯，其中在官能化多面体低聚倍半硅氧烷的式(I)的结构中，R₁为H或C_1-6烷基。

3.根据权利要求1的水性聚氨酯，其中所述官能化多面体低聚倍半硅氧烷和多元醇的重量比为1:10-30；所述异氰酸酯相对于多元醇和官能化多面体低聚倍半硅氧烷的用量比n_NCO:n_OH为1.5-10:1，其中n_NCO表示异氰酸酯中NCO基团的摩尔量，n_OH表示所用多元醇和官能化多面体低聚倍半硅氧烷中OH基团的摩尔量；所述多官能化合物和多元醇的重量比为1:50-150。

4.根据权利要求1的水性聚氨酯，其中所述多元醇选自聚酯多元醇、聚醚多元醇、聚碳酸酯多元醇、丙烯酸酯多元醇、聚丁二烯多元醇或其改性化合物。

5.根据权利要求1的水性聚氨酯，其中所述多元醇选自聚己内酯多元醇。

6.根据权利要求1的水性聚氨酯，其中所述异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、对苯二异氰酸酯、二甲基联苯二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、1,4-环己烷二异氰酸酯、二环已基甲烷二异氰酸酯或其混合物。