[發明專利]一種納米原位復合反應型有機硅改性陽離子水性聚氨酯的制備方法及其產品

有效

• 申請號: 201110092642.5
• 申請日: 2011-04-14
• 公開（公告）號: CN102199274A
• 公開（公告）日: 2011-09-28
• 發明（設計）人: 權衡;孟嘯;陳建平;李慶文;吳國華;田開武
• 申請（專利權）人: 武漢紡織大學
• 主分類號: C08G18/83
• 分類號: C08G18/83;C08G18/66;C08G18/61;C08G18/48;C08G18/12;C08K3/22;C08K3/36;D06P5/08;D06M15/568
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 鐘鋒

1.納米原位復合反應型有機硅改性陽離子水性聚氨酯的制備方法，其特征在于：包括以下步驟：

（1）準備原料：基本單體、改性單體和輔助劑；其中：基本單體包括混合聚醚二醇、二異氰酸酯、離子型擴鏈劑、非離子型擴鏈劑；改性單體包括烷氧基硅烷偶聯劑、羥烴基聚硅氧烷、氨烴基聚硅氧烷、無機納米粉體；輔助劑包括基本單體催化劑、反應終止劑、季銨化試劑、中和劑、有機溶劑、水；

混合聚醚二醇為分子量為1000～3000的聚乙二醇與分子量為1000～3000的聚丙二醇、分子量為1000～3000的端聚氧乙烯基聚丙二醇、分子量為1000～3000的氧化乙烯與氧化丙烯嵌段共聚二醇、分子量為1000～3000的聚四氫呋喃二醇、分子量為1000～3000的四氫呋喃與氧化乙烯共聚二醇中的一種的組合；

二異氰酸酯為甲苯二異氰酸酯、1,6-己二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯、二環己基甲烷二異氰酸酯中的一種；

離子型擴鏈劑為三乙醇胺、N-丁基二乙醇胺、N-苯基二乙醇胺中的一種；

非離子型擴鏈劑為1,4-丁二醇、丙二醇、1,6-己二醇、乙二胺中的一種；

烷氧基硅烷偶聯劑為γ-氨丙基三乙氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三乙氧基硅烷、3-巰丙基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷中的一種；

羥烴基聚硅氧烷為分子量為1000～3000的端羥烴基聚二甲基硅氧烷；

氨烴基聚硅氧烷為分子量為1000～3000的α,ω-二氨丙基封端聚二甲基硅氧烷；

無機納米粉體納米二氧化鈦、納米二氧化硅、納米氧化鋅中的一種；

基本單體催化劑為辛酸亞錫或二月桂酸二丁基錫；

反應終止劑為甲醇或乙醇；

季銨化試劑為氯化芐、碳酸二甲酯、硫酸二甲酯、溴丁烷、溴戊烷、溴己烷中的一種；

中和劑為甲酸或乙酸；

有機溶劑為丙酮、甲乙酮、醋酸乙酯、醋酸丁酯中的一種；

各組分的摩爾份數為：二異氰酸酯?1、混合聚醚二醇0.1～0.3、離子型擴鏈劑0.3～0.5、非離子型擴鏈劑0.1～0.2、羥烴基聚硅氧烷0～0.1、氨烴基聚硅氧烷0～0.1、烷氧基硅烷偶聯劑0.2～0.6、季銨化試劑0.2～0.5，其中混合聚醚二醇、離子型擴鏈劑、非離子型擴鏈劑、羥烴基聚硅氧烷、氨烴基聚硅氧烷的摩爾份數的加合不超過0.9，烷氧基硅烷偶聯劑的摩爾份數為〔1－（混合聚醚二醇＋離子型擴鏈劑＋非離子型擴鏈劑＋羥烴基聚硅氧烷＋氨烴基聚硅氧烷）〕×2；

無機納米粉體為基本單體總重量的0.5～3%、基本單體催化劑為基本單體總重量的0.05～0.2%、反應終止劑為基本單體總重量的0.5～2%、中和劑為離子型擴鏈劑重量的60～100%；

有機溶劑的用量為可使乳化正常進行即可；

水的用量為可調節產品的固含量不低于20%；

（2）混合聚醚二醇脫水的步驟，該步驟將混合聚醚二醇在真空、加熱條件下進行脫水預處理；

（3）預聚的步驟，該步驟將脫水處理后的混合聚醚二醇、羥烴基聚硅氧烷、氨烴基聚硅氧烷、二異氰酸酯、基本單體催化劑、無機納米粉體進行預聚反應，制得納米原位復合有機硅改性聚氨酯預聚體；

（4）擴鏈的步驟，該步驟將納米原位復合有機硅改性聚氨酯預聚體、離子型擴鏈劑、非離子型擴鏈劑進行擴鏈反應，制得納米原位復合有機硅改性聚氨酯中間體；

（5）封端的步驟，該步驟將納米原位復合有機硅改性聚氨酯中間體、烷氧基硅烷偶聯劑進行封端反應，制得叔胺型納米原位復合機硅改性聚氨酯；

（6）季銨化的步驟，該步驟將叔胺型納米原位復合機硅改性聚氨酯、季銨化試劑進行季銨化反應，制得季銨型納米原位復合機硅改性聚氨酯；

（7）乳化的步驟，該步驟將季銨型納米原位復合機硅改性聚氨酯、反應終止劑、中和劑、有機溶劑、水混合并乳化，制得納米原位復合反應型有機硅改性陽離子水性聚氨酯。

2.根據權利要求1所述的納米原位復合反應型有機硅改性陽離子水性聚氨酯的制備方法，其特征在于：步驟（2）具體為：

（2.1）將混合聚醚二醇投入反應器；

（2.2）加熱至100～120℃，于不低于-0.01MPa的真空度下處理60～120min。