[發明專利]一種親水硅氧烷改性的聚氨酯或聚氨酯-脲水分散體、制備方法及應用

有效

• 申請號: 202010435533.8
• 申請日: 2020-05-21
• 公開（公告）號: CN113698567B
• 公開（公告）日: 2023-01-13
• 發明（設計）人: 尹遜迪;紀學順;晉云全;劉姍;王萃萃
• 申請（專利權）人: 萬華化學集團股份有限公司;萬華化學（寧波）有限公司
• 主分類號: C08G18/66
• 分類號: C08G18/66;C08G18/08;C08G18/12;C08G18/28;C08G18/32;C08G18/34;C08G18/40;C08G18/42;C08G18/48;C08G18/50;C09D175/04;C09J175/04
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本發明提供一種親水硅氧烷改性聚氨酯或聚氨酯?脲水分散體及制備方法，可應用于涂料、粘合劑等領域。通過具有親水基團的硅氧烷可在聚氨酯或聚氨酯?脲水分散體膠粒表面引入硅氧烷基團，水分散體在干燥和活化過程中，膠粒表面上的硅氧烷相互之間發生水解、交聯，增加交聯密度，明顯提高由其得到的粘合劑的耐熱性、耐濕熱等性能。

技術領域

本發明屬于聚氨酯分散體技術領域，尤其涉及一種親水硅氧烷改性的聚氨酯或聚氨酯-脲水分散體、制備方法及應用。

背景技術

聚氨酯或聚氨酯-脲水分散體僅以水作為分散介質，在使用過程中對環境無污染，不燃不爆安全可靠，被廣泛應用于涂料、粘合劑等領域。但是水性聚氨酯大部分都是線性結構，其耐水性、耐溶劑性以及耐熱性等都不是太理想，限制了其應用范圍。為了改善水性聚氨酯的耐性，人們通常在水性聚氨酯中引入交聯或可交聯基團。

為了提升水性聚氨酯-聚脲分散體的粘接性能，在使用時可通過添加異氰酸酯固化劑的方式，使聚氨酯-聚脲水分散體中殘留的羥基與異氰酸酯反應增加交聯密度。專利US4870129A即采用該種方法將羥基引入聚氨酯或聚氨酯-聚脲中，在使用時與異氰酸酯復配，明顯提高了粘合強度與耐熱性能。但是這種方式中，異氰酸酯除與羥基反應外還會與水進行反應，導致粘合劑的可操作時間變短，僅可現用現配，為施工帶來了額外的麻煩。

CN102216359A介紹了一種具有末端羧基的聚氨酯或聚氨酯-聚脲分散體，由于末端羧基的高活性，與碳化二亞胺復配后可快速發生交聯反應，從而明顯提高涂膜性能。但是羧酸會催化酯鍵水解，影響聚氨酯或聚氨酯脲水分散體的穩定性，同時碳二亞胺本身穩定性不好，這些都不利于這種體系的存儲。

此外，還可以通過在聚氨酯或聚氨酯-脲中引入硅氧烷進行自交聯，增加體系的交聯密度，進而提升產品性能。專利CN 108250390A公開了一種側鏈含有非位阻型硅氧烷基團的聚氨酯或聚氨酯-脲水分散體，在干燥和活化過程中，側鏈上的硅氧烷相互之間發生水解、交聯，增加交聯密度，但由于硅氧烷極性低，在水分散體制備過程中會向膠粒內部遷移，導致彼此間碰撞幾率降低，且多為膠粒內交聯，在獲得優異耐熱性的同時嚴重影響產品活化性能。

發明內容

本發明的目的在于，針對現有水性聚氨酯或聚氨酯-脲存在的耐性差的問題，提供一種可應用于涂料、粘合劑等領域的親水硅氧烷改性聚氨酯或聚氨酯-脲水分散體及制備方法。通過具有親水基團的硅氧烷可在聚氨酯或聚氨酯-脲水分散體膠粒表面引入硅氧烷基團，水分散體在干燥和活化過程中，膠粒表面上的硅氧烷相互之間發生水解、交聯，增加交聯密度，明顯提高由其得到的粘合劑的耐熱性、耐濕熱等性能。

為了實現以上目的的一個方面，本發明采用以下技術方案：

一種聚氨酯或聚氨酯-脲水分散體，由包含以下組分的組合物反應得到的反應產物：

a)至少一種硅氧烷ⅰ)組分，

所述硅氧烷ⅰ)具有如下通式：

其中基團R含有至少一個異氰酸根反應性基團和至少一個親水基團，同時R1、R2和R3中至少有一個基團為甲氧基或乙氧基；

b)至少一種官能度為2～4的多元醇組分；

c)至少一種多異氰酸酯組分；

d)至少一種親水化合物組分，所述親水化合物的親水基團包含離子基團和潛離子基團中的一種或兩種，所述親水化合物含有2～3個異氰酸根反應性基團；所述離子基團優選為羧酸根和/或磺酸根；所述潛離子基團優選為羧基和/或磺酸基；所述異氰酸根反應性基團優選為羥基和/或氨基；

e)任選的，一種異氰酸根反應性的非離子親水化合物的組分；

f)任選的，含有1～3個NCO反應性官能團的化合物，優選的，分子中含有1～3個氨基和/或羥基的化合物；