[發明專利]有機硅改性生物基水性聚氨酯樹脂組合物及其制備方法

在審

• 申請號: 202011123264.8
• 申請日: 2020-10-20
• 公開（公告）號: CN112225871A
• 公開（公告）日: 2021-01-15
• 發明（設計）人: 趙波峰;蔣紅梅;阮華偉;曹琛;唐勁松
• 申請（專利權）人: 上海華峰新材料研發科技有限公司
• 主分類號: C08G18/66
• 分類號: C08G18/66;C08G18/48;C08G18/40;C08G18/34;C08G18/61;C08G18/32;C08G18/38;C08G18/44;C08G18/65;C08G18/12;D06N3/14
• 代理公司: 上海微策知識產權代理事務所(普通合伙) 31333
• 代理人: 張靜

本發明涉及水性合成革技術領域，具體的更涉及有機硅改性生物基水性聚氨酯樹脂組合物及其制備方法，組合物包括聚合物多元醇、擴鏈劑、小分子二元胺類、多異氰酸酯、稀釋劑和水；其中，所述聚合物多元醇包括(a)有機硅多元醇和(b)從數均分子量為500?8000的聚醚多元醇、聚酯多元醇或生物基多元醇中選出的至少一種。本發明通過在生物基水性聚氨酯中引入特定的有機硅類原材料，可以提高樹脂的強度和柔韌性，能顯著提高水性聚氨酯樹脂的耐折性能、耐磨性能、耐熱性能、力學性能、生物降解性能和耐叢林老化性能等。

技術領域

本發明涉及水性合成革技術領域，具體的更涉及有機硅改性生物基水性聚氨酯樹脂組合物及其制備方法。

背景技術

隨著社會經濟的發展，消費者在追求產品質量的同時，環保意識也在不斷增強。目前的水性合成革產業中，一般使用的水性聚氨酯樹脂是煤和石油基的原材料，會產生比較嚴重的環境污染。煤和石油作為不可再生資源，不可再生的特性造成了其價格不斷地上升，導致了下游產品原材料的價格也不斷上升，況且化石資源也有枯竭的時候。所以，從聚氨酯可持續發展的角度必須尋找能替代煤和石油基的新材料和新工藝，使聚氨酯行業能有效規避化石原料價格上漲帶來的風險，又能為可持續發展提供保障，生物基水性聚氨酯樹脂是較好的選擇。

然而，生物基水性聚氨酯樹脂還存在耐折性能、耐磨性能、耐熱性能、力學性能、存儲性能、生物降解性及恒溫恒濕性能等性能不夠高的缺陷。此外由于水性聚氨酯在合成過程中使用較多的親水基團作為乳化劑，并且在合成水性聚氨酯中常用的多元醇與異氰酸酯之間往往存在分相的缺點，所制備的水性聚氨酯樹脂存在性能缺陷，導致水性聚氨酯材料與溶劑型聚氨酯或其他高分子材料相比耐磨、耐溶劑、耐水性差，這些性能缺點嚴重限制了水性聚氨酯材料的應用。

發明內容

除非另有說明、從上下文暗示或屬于現有技術的慣例，否則本申請中所有的份數和百分比都基于重量，且所用的測試和表征方法都是與本申請的提交日期同步的。如果現有技術中披露的具體術語的定義與本申請中提供的任何定義不一致，則以本申請中提供的術語定義為準。

本發明中的詞語“優選的”、“優選地”、“更優選的”等是指，在某些情況下可提供某些有益效果的本發明實施方案。然而，在相同的情況下或其他情況下，其他實施方案也可能是優選的。此外，對一個或多個優選實施方案的表述并不暗示其他實施方案不可用，也并非旨在將其他實施方案排除在本發明的范圍之外。本發明中未提及的組分的來源均為市售。

本發明人為了解決上述問題經過認真研究后發現，通過在生物基水性聚氨酯中引入特定的有機硅類原材料，可以提高樹脂的強度和柔韌性，能顯著提高水性聚氨酯樹脂的耐折性能、耐磨性能、耐熱性能、力學性能、生物降解性能和耐叢林老化性能等。

本發明第一個方面提供了一種有機硅改性生物基水性聚氨酯樹脂組合物，包括聚合物多元醇、擴鏈劑、小分子二元胺類、多異氰酸酯、催化劑、中和劑、稀釋劑和水；

其中，所述聚合物多元醇包括

(a)有機硅多元醇；

(b)從數均分子量為500-8000的聚醚多元醇、聚酯多元醇或生物基多元醇中選出的至少一種；

優選聚合物多元醇占聚氨酯樹脂組合物的質量分數為10～50％。

(a)有機硅多元醇

在本發明的有機硅多元醇的研究中，通過對其中(a)組分有機硅多元醇的篩選，優選的有機硅多元醇包括聚環氧丙烷醚改性硅油二醇、聚環氧乙烷醚改性硅油二醇、端氨基硅油、聚四氫呋喃醚改性硅油二醇、聚環氧丙烷/環氧乙烷醚改性硅油二醇中的一種或至少兩種組合。