[發明專利]一種萜類基聚硅氧烷、其制備方法、及改性雙組份水性聚氨酯

有效

• 申請號: 201911388986.3
• 申請日: 2019-12-30
• 公開（公告）號: CN111040169B
• 公開（公告）日: 2021-09-24
• 發明（設計）人: 徐徐;錢約翰;董阜豪;郭麗珍;林詳宇;王鈺琪;劉煒祺;王石發
• 申請（專利權）人: 南京林業大學
• 主分類號: C08G77/38
• 分類號: C08G77/38;C08G18/79;C08G18/61;C08G18/48;C08G18/40;C08J5/18;C08L75/04;C08L75/08
• 代理公司: 南京中律知識產權代理事務所(普通合伙) 32341
• 代理人: 李建芳

本發明公開了一種萜類基聚硅氧烷、其制備方法、及改性雙組份水性聚氨酯，一種萜類基聚硅氧烷的結構式為：或改性雙組份水性聚氨酯由萜類基聚硅氧烷、聚丙二醇?400、聚異氰酸酯?3100和去離子水制成。本發明萜類酯基聚硅氧烷改性雙組份水性聚氨酯，具有優異的耐熱性、耐水性、耐候性、力學性能、疏水性及耐溶劑性，鏡面光澤好，附著力好，柔韌性好，拉伸強度5.10MPa，接觸角100°，無VOC釋放；制備步驟簡便，容易操作。

技術領域

本發明涉及一種萜類基聚硅氧烷、其制備方法、及改性雙組份水性聚氨酯，屬于雙組份水性聚氨酯的改性領域。

背景技術

水性聚氨酯(WPU)是一類環保型高分子材料。與傳統的溶劑型聚氨酯相比，水性聚氨酯具有良好的柔韌性、耐低溫和耐疲勞等性能，并且水性聚氨酯可以降低揮發性有機物(VOC)的排放。水性聚氨酯又分為單組分水性聚氨酯和雙組份水性聚氨酯，兩者相比，雙組份水性聚氨酯的制備操作簡單，而且固化操作較簡便。但由于親水基團的引入，使得雙組份水性聚氨酯的耐水性、耐候性和力學性能明顯減弱。為了改善雙組份水性聚氨酯材料的性能，擴展其應用范圍，近年來對水性聚氨酯材料的改性研究取得較大的發展，其中有機硅氧烷的引入引起了巨大的關注。

中國專利文獻CN108997918A公開了一種有機硅改性水性聚氨酯面漆，采用水性有機硅樹脂、水性羥基樹脂、分散劑、pH調節劑和增稠劑作為A組分，含異氰酸酯水分散體和助溶劑作為B組分，按照一定比例充分混勻后，得到有機硅改性雙組份水性聚氨酯面漆，雖然具有良好的耐候性和耐水性，但力學性能仍有待提高。中國專利文獻 CN201510940055公開了一種雙組份水性聚氨酯透明導熱涂層的制備方法，采用聚碳酸酯二元醇、三羥甲基丙烷、2,2’-二羥甲基丙酸、1-4-丁二醇、分子量2000的端羥基硅油、己二異氰酸酯、二月桂酸二丁基錫、丙酮制備預聚物，之后用三乙胺中和，加入去離子水乳化，旋蒸去除溶劑后得到有機硅改性的羥基型水性聚氨酯，加入氧化鋁、氧化石墨、水性消泡劑、流平劑、分散劑、增稠劑、聚氨酯，攪拌之后過濾涂膜常溫放置一段時間，烘箱低溫烤30min，取出后常溫固化24h，得到雙組份水性聚氨酯膜。具有良好的導熱性，但力學性能和耐水性明顯不足。因此，制備性能更加優異的雙組分水性聚氨酯具有重要的意義。

發明內容

為了解決現有技術存在的雙組份水性聚氨酯耐水性差、耐候性差、力學性能差等缺點，本發明提供一種萜類基聚硅氧烷、及其改性雙組份水性聚氨酯，所得的雙組份水性聚氨酯具有拉伸強度較大、耐水性好、耐化學試劑性好和疏水性優良等特點。

為解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案如下：

一種萜類基聚硅氧烷，其結構式為：

其中，x和y的取值范圍均為20-50，z的取值范圍為 10-20。

上述萜類基聚硅氧烷可用于制備改性雙組份水性聚氨酯。

上述萜類基聚硅氧烷的合成路線為：

其中，n的取值范圍為30-100，x和y的取值范圍均為20-50，z的取值范圍為10-20。

為了提高產品的純度和得率，萜類基聚硅氧烷的制備方法：在惰性氣體氛圍下，在溫度為55-95℃下，將含氫硅油和Karstedt催化劑攪拌混勻，然后滴加檸檬烯、丙烯酸異冰片酯或甲基丙烯酸異冰片酯；滴完后，在溫度為55-95℃下繼續攪拌反應3-20min，反應結束后，得到透明或乳白色液體，即為萜類基聚硅氧烷。

為了提高反應效率，上述檸檬烯、丙烯酸異冰片酯或甲基丙烯酸異冰片酯的質量用量為含氫硅油質量的0.40-1.25倍，Karstedt催化劑的質量用量為含氫硅油質量的0.5‰-3‰。

為了進一步保證所得產品的耐水性和疏水性，上述萜類基聚硅氧烷的制備方法中，整個過程的攪拌速度均為50-300r/min。