有機硅改性陽離子型聚氨酯的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種聚氨酯的制備方法，尤其涉及一種有機硅改性的陽離子型聚氨酯的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在聚氨酯的合成過程中，由于親水基團的引入，使得未改性聚氨酯產(chǎn)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為涂飾劑的應(yīng)用，水性聚氨酯相對于普遍的溶劑型聚氨酯，存在干燥時間長，粘度低等問題，高固含量水性聚氨酯方便運輸，再在高固含量聚氨酯大分子鏈上引入疏水的有機硅、有機氟可以改善聚氨酯的耐水性及表面疏水性。有機氟改性所得的聚氨酯產(chǎn)品膜接觸角最高可達110°以上，但是，有機氟單體成本高、刺激性大，所得產(chǎn)品穩(wěn)定性差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為克服上述技術(shù)不足，本發(fā)明提供一種有機硅改性陽離子型聚氨酯的制備方法。
[0004]本發(fā)明所采取的技術(shù)方案:
[0005]有機硅改性陽離子型聚氨酯的制備方法，以聚乙二醇(PPG)和4，4-環(huán)己基甲烷二異氰酸酯(HMDI)與異佛爾酮二異氰酸酯(iroi)混合二異氰酸酯為單體，以三羥甲基丙酸(DMPA)為親水?dāng)U鏈劑，以三羥甲基丙烷(TMP)為交聯(lián)劑，以二月桂酸二丁基錫(DBTDL)為催化劑；
[0006]具體制備步驟為:將單體PPG和HMDI與IPDI混合物加入到能夠控溫的反應(yīng)釜中，升溫至75 °C，加入催化劑DBTDL，在氮氣保護下恒溫75°C反應(yīng)3.5h后降溫至55°C，加Λ 0.25%總單體質(zhì)量的丙酮降低體系粘度，加入含量占7.5%的親水?dāng)U鏈劑DMPA恒溫反應(yīng)3h，再在恒溫55 °C下加入含量占0.6%的交聯(lián)劑TMP反應(yīng)2h，繼續(xù)恒溫55°C加入1，4- 丁二醇(1，4-BD0)反應(yīng)2h，降溫至40°C加入冰乙酸中和反應(yīng)20min，得到水性聚氨酯預(yù)聚體，在25°C下以轉(zhuǎn)速1500r/min向預(yù)聚體中加入硅烷偶聯(lián)劑，然后勻速滴水進行乳化，直至乳化完全，減壓蒸餾除去產(chǎn)品中的溶劑丙酮，得到有機硅改性陽離子型聚氨酯。
[0007]所述的單體中混合二異氰酸酯體積比iroi/HMDI為4:1?2:1 ;
[0008]所述的單體混合二異氰酸酯與聚乙二醇摩爾比為4:1?3:1 ;
[0009]本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明所提供的有機硅改性陽離子型聚氨酯的制備方法制備的聚氨酯具有較高的固含量，成膜時間短且有機硅改性的聚氨酯的產(chǎn)品膜接觸角最高可達110°以上，且價格低廉，無毒可靠，便于運輸。
【具體實施方式】
[0010]實施例1
[0011]有機硅改性陽離子型聚氨酯的制備方法，步驟為
[0012](I)原料預(yù)處理:聚乙二醇、異佛爾酮二異氰酸酯、4，4- 二環(huán)己基甲烷二異氰酸酯在真空干燥箱中于105°C下干燥3h ;丙酮用高溫活化過的4A分子篩干燥7天；雙羥甲基丙酸、三羥甲基丙烷在80°C下真空干燥2h ;
[0013](2)水性陽離子型聚氨酯預(yù)聚體制備:將單體HMDI與IPDI比為1:2混合，再將聚乙二醇和混合二異氰酸酯以摩爾比1:3混合加入到能夠控溫的反應(yīng)釜中，升溫至75°C，加入催化劑DBTDL，在氮氣保護下恒溫75°C反應(yīng)3.5h后降溫至55 °C，加入0.25%總單體質(zhì)量的丙酮降低體系粘度，加入含量占7.5%的親水?dāng)U鏈劑DMPA恒溫反應(yīng)3h，再在恒溫55°C下加入含量占0.6%的交聯(lián)劑TMP反應(yīng)2h，繼續(xù)恒溫55°C加入1，4- 丁二醇(1，4-BD0)反應(yīng)2h,降溫至40°C加入冰乙酸中和反應(yīng)20min，得到水性陽離子型聚氨酯預(yù)聚體。
[0014](3)有機硅改性陽離子型聚氨酯:在25°C下以轉(zhuǎn)速1500r/min向預(yù)聚體中加入硅烷偶聯(lián)劑，然后勻速滴水進行乳化，直至乳化完全，減壓蒸餾除去產(chǎn)品中的溶劑丙酮，得到有機硅改性陽離子型聚氨酯。
[0015]實施例2
[0016]有機硅改性陽離子型聚氨酯的制備方法，步驟為
[0017](I)原料預(yù)處理:聚乙二醇、異佛爾酮二異氰酸酯、4，4- 二環(huán)己基甲烷二異氰酸酯在真空干燥箱中于105°C下干燥3h ;丙酮用高溫活化過的4A分子篩干燥7天；雙羥甲基丙酸、三羥甲基丙烷在80°C下真空干燥2h ;
[0018](2)水性陽離子型聚氨酯預(yù)聚體制備:將單體HMDI與IPDI比為1:4混合，再將聚乙二醇和混合二異氰酸酯以摩爾比1:4混合加入到能夠控溫的反應(yīng)釜中，升溫至750C，加入催化劑DBTDL，在氮氣保護下恒溫75°C反應(yīng)3.5h后降溫至55 °C，加入0.25%總單體質(zhì)量的丙酮降低體系粘度，加入含量占7.5%的親水?dāng)U鏈劑DMPA恒溫反應(yīng)3h，再在恒溫55°C下加入含量占0.6%的交聯(lián)劑TMP反應(yīng)2h，繼續(xù)恒溫55°C加入1，4- 丁二醇(1，4-BD0)反應(yīng)2h,降溫至40°C加入冰乙酸中和反應(yīng)20min，得到水性陽離子型聚氨酯預(yù)聚體。
[0019](3)有機硅改性陽離子型聚氨酯:在25°C下以轉(zhuǎn)速1500r/min向預(yù)聚體中加入硅烷偶聯(lián)劑，然后勻速滴水進行乳化，直至乳化完全，減壓蒸餾除去產(chǎn)品中的溶劑丙酮，得到有機硅改性陽離子型聚氨酯。
[0020]以上所述，僅是對本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明做其他形式的限制，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員可能利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容加以變更或改型為同等變化的等效實施例。凡是未脫離本發(fā)明方案內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所做的任何簡單修改、等同變化與改型，均落在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.有機硅改性陽離子型聚氨酯的制備方法，其特征在于，具體制備步驟為:以聚乙二醇(PPG)和4，4-環(huán)己基甲烷二異氰酸酯(HMDI)與異佛爾酮二異氰酸酯(II3DI)混合二異氰酸酯為單體，以三羥甲基丙酸(DMPA)為親水?dāng)U鏈劑，以三羥甲基丙烷(TMP)為交聯(lián)劑，以二月桂酸二丁基錫(DBTDL)為催化劑；將單體PPG和HMDI與IPDI混合物加入到能夠控溫的反應(yīng)釜中，升溫至75°C，加入催化劑DBTDL，在氮氣保護下恒溫75°C反應(yīng)3.5h后降溫至55°C，加入0.25%總單體質(zhì)量的丙酮降低體系粘度，加入含量占7.5%的親水?dāng)U鏈劑DMPA恒溫反應(yīng)3h，再在恒溫55°C下加入含量占0.6%的交聯(lián)劑TMP反應(yīng)2h，繼續(xù)恒溫55°C加入I,4- 丁二醇(1，4-BD0)反應(yīng)2h，降溫至40°C加入冰乙酸中和反應(yīng)20min，得到水性聚氨酯預(yù)聚體，在25°C下以轉(zhuǎn)速1500r/min向預(yù)聚體中加入硅烷偶聯(lián)劑，然后勻速滴水進行乳化，直至乳化完全，減壓蒸餾除去產(chǎn)品中的溶劑丙酮，得到有機硅改性陽離子型聚氨酯。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機硅改性陽離子型聚氨酯的制備方法，其特征在于，所述的單體中混合二異氰酸酯體積比IPDI/HMDI為4:1?2:1。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機硅改性陽離子型聚氨酯的制備方法，其特征在于，所述的單體混合二異氰酸酯與聚乙二醇摩爾比為4:1?3:1。
【專利摘要】有機硅改性陽離子型聚氨酯的制備方法，以聚乙二醇(PPG)和4,4-環(huán)己基甲烷二異氰酸酯(HMDI)與異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)混合二異氰酸酯為單體，以三羥甲基丙酸(DMPA)為親水?dāng)U鏈劑，以三羥甲基丙烷(TMP)為交聯(lián)劑，以二月桂酸二丁基錫(DBTDL)為催化劑，以硅烷偶聯(lián)劑進行改性，本發(fā)明所提供的有機硅改性陽離子型聚氨酯的制備方法制備的聚氨酯具有較高的固含量，成膜時間短且有機硅改性的聚氨酯的產(chǎn)品膜接觸角最高可達110°以上，且價格低廉，無毒可靠，便于運輸。
【IPC分類】C08G18-66, C08G18-12, C08G18-38, C08G18-75, C08G18-48
【公開號】CN104693410
【申請?zhí)枴緾N201510054234
【發(fā)明人】尹立華
【申請人】天津市浩宇助劑有限公司
【公開日】2015年6月10日
【申請日】2015年2月2日