[发明专利]一种羟基聚硅氧烷改性水性聚氨酯乳液、超滑表面涂层及其制备方法

权利要求书

1.一种羟基聚硅氧烷改性水性聚氨酯乳液，其特征在于，包括以下质量份的组分：二异氰酸酯15～30份、羟基聚硅氧烷20～70份、催化剂0.02～0.3份、亲水扩链剂2～20份、二甲基硅油10～100份、成盐剂2～20份和去离子水100～800份。

2.如权利要求1所述的羟基聚硅氧烷改性水性聚氨酯乳液，其特征在于，包括以下质量份的组分：二异氰酸酯20份、羟基聚硅氧烷40份、催化剂0.1份、亲水扩链剂10份、成盐剂10份、二甲基硅油50份和去离子水500份。

3.如权利要求1或2所述的羟基聚硅氧烷改性水性聚氨酯乳液，其特征在于，还包括以下质量份的组分：小分子扩链剂0.1～10份和有机溶剂1～30份。

4.如权利要求1或2所述的羟基聚硅氧烷改性水性聚氨酯乳液，其特征在于，所述二异氰酸酯为异佛尔酮二异氰酸酯、甲苯-2,4-二异氰酸酯、甲苯-2,6-二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯和二环己基甲烷二异氰酸酯中的一种或几种，所述羟基聚硅氧烷的分子量为300～50000g/mol，所述催化剂为二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡、三亚乙基二胺或N,N-二甲基环己胺，所述亲水扩链剂为2,2-二羟甲基丙酸、二羟基半酯、乙二氨基乙磺酸钠、1,4-丁二醇-2-磺酸钠、N-甲基二乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺和聚乙二醇中的一种或几种，所述二甲基硅油的分子量为300～50000g/mol，所述成盐剂为三乙胺、氨水、氢氧化钠、盐酸、醋酸、环氧氯丙烷、碘甲烷和硫酸二甲酯中的一种或几种。

5.如权利要求3所述的羟基聚硅氧烷改性水性聚氨酯乳液，其特征在于，所述小分子扩链剂为1,4-丁二醇、乙二醇、1,6-己二醇、二甘醇、新戊二醇、N,N-二羟基(二异丙醇)苯胺、乙二胺或己二胺，所述有机溶剂为丙酮、丁酮、甲乙酮、二氧六环、N,N-二甲基酰胺和N-甲基吡咯烷酮中的一种或几种。

6.如权利要求1-5任一项所述的羟基聚硅氧烷改性水性聚氨酯乳液，其特征在于，羟基聚硅氧烷改性水性聚氨酯的结构式如下所示：

其中，R₁为4≤m≤500；

R₂为

R₃为：4≤n≤100。

7.权利要求1-6任一项所述的羟基聚硅氧烷改性水性聚氨酯乳液的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

步骤(1)：将二异氰酸酯、羟基聚硅氧烷和催化剂加入反应容器中，于40～100℃温度下搅拌反应1～6小时，然后加入亲水扩链剂和二甲基硅油，于40～100℃温度下继续搅拌反应1～6小时，得到混合反应体系；

步骤(2)：将步骤(1)所得的混合反应体系降温至10～40℃，加入成盐剂并搅拌反应10～60分钟，然后转移反应体系至旋转剪切分散器中，缓慢加入去离子水，于500～4000转/分钟的转速下分散30～180分钟，制得羟基聚硅氧烷改性水性聚氨酯乳液；

或将步骤(1)所得的混合反应体系转移至旋转剪切分散器中，然后缓慢加入预先溶解于去离子水的成盐剂溶液，于500～4000转/分钟的转速下分散30～180分钟，制得羟基聚硅氧烷改性水性聚氨酯乳液。

8.如权利要求7所述的羟基聚硅氧烷改性水性聚氨酯乳液的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中加入亲水扩链剂时，同时加入小分子扩链剂和有机溶剂；步骤(1)中加入有机溶剂时，将步骤(2)中制得的羟基聚硅氧烷改性水性聚氨酯乳液经减压蒸馏脱除有机溶剂。

9.一种超滑表面涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将权利要求1-6任一项所述的羟基聚硅氧烷改性水性聚氨酯乳液经旋涂、刮涂、辊涂、喷涂、刷涂或沉积的方式涂装于材料的表面，然后于10～60℃温度下蒸发除水干燥，得到超滑表面涂层；其中，所述材料为金属、玻璃、陶瓷、木板、织物或高分子板材。

10.采用权利要求9所述的超滑表面涂层的制备方法制得的超滑表面涂层，其特征在于，所述超滑表面涂层从上至下依次为液体二甲基硅油润滑层、羟基聚硅氧烷改性水性聚氨酯涂层和被涂覆润滑材料的基底层，羟基聚硅氧烷改性水性聚氨酯涂层的分散相为聚氨酯硬段微区，羟基聚硅氧烷改性水性聚氨酯涂层的连续相为二甲基硅油溶胀的聚氨酯软段微区。