[發明專利]羥基硅油改性聚氨酯樹脂、涂料及其制備方法

在審

• 申請號: 202110358237.7
• 申請日: 2021-04-01
• 公開（公告）號: CN112940211A
• 公開（公告）日: 2021-06-11
• 發明（設計）人: 唐建振;彭派潛;吳光飛;游正林;陳巧站;賓家輝
• 申請（專利權）人: 深圳市安品有機硅材料有限公司
• 主分類號: C08G18/12
• 分類號: C08G18/12;C08G18/34;C08G18/32;C08G18/40;C08G18/42;C08G18/61;C08G18/66;C09D175/06
• 代理公司: 深圳市明日今典知識產權代理事務所(普通合伙) 44343
• 代理人: 王杰輝

本發明公開一種羥基硅油改性聚氨酯樹脂、涂料及其制備方法，樹脂制備方法包括以下步驟：將聚酯多元醇、多異氰酸酯、羥基硅油、溶劑混合后升溫反應，加入擴鏈劑A和助溶劑，再加入擴鏈劑B，進行恒溫反應，中和后降溫，加入水及擴鏈劑C再進行反應，反應完成后除掉溶劑，得到羥基硅油改性水性聚氨酯樹脂；所述羥基硅油包括僅一端具有與硅連接的羥基的聚硅氧烷。本發明制備的聚氨酯涂料具有良好的光澤度及耐熱性能。

技術領域

本發明涉及一種聚氨酯樹脂，由其配制成聚氨酯涂料，具有良好的光澤度及耐熱性能。

技術背景

水性聚氨酯是以水代替有機溶劑作為分散介質的高分子材料，具有成膜性好，粘接強度大，光澤度高，抗腐蝕性強，力學性能優異，環保等優點，是取代溶劑型聚氨酯的必然趨勢。

但是，目前木材防護用水性聚氨酯透明清漆普遍存在著耐熱性低、活化溫度高的問題。單一水性聚氨酯材料由于分子結構中氨基甲酸酯的特點，耐熱溫度通常在80℃以下，達不到家具木材、包括茶幾木材用清漆的耐干熱要求。通過調整軟硬段比例可以調整其耐熱溫度，但由此獲得的高耐熱性產品其活化溫度也高，因而在使用時必須添加固化劑，以提高樹脂的交聯密度，但漆膜的回彈柔韌性下降了，將盛滿開水的玻璃杯或一次性紙杯放置于其漆膜涂層上，待開水冷卻后移開水杯，涂層上同樣會留下不可復原的凹痕，無法滿足應用要求。因此，研究合成高硬度、高柔韌回彈性且耐熱性高的水性聚氨酯高性能家具水性漆，現已成為許多研究者的研究熱點。

專利CN201110028348.8中公開一種單組分高耐熱性水性聚氨酯膠粘劑的制備方法，用納米二氧化硅改性水性聚氨酯，制備得到單組分耐熱溫度能達到160℃以上的膠粘劑，但在制備過程中納米二氧化硅很難溶解與分散均勻，且在固化成膜過程中影響漆膜的通透性，在應用中存在局限性。

專利CN101633828A中公開一種高耐熱性水性聚氨酯膠粘劑的制備方法，通過引入硅烷偶聯劑進行二次擴鏈，以及復配功能性聚乙烯醇，得到高耐熱性水性聚氨酯膠粘劑，但聚乙烯醇偏軟，不適用于對硬度、抗劃傷等性能要求比較高的木器漆。

發明內容

為了解決上述現有技術存在的問題，本發明的目的在于提供一種羥基硅油改性聚氨酯樹脂、涂料及其制備方法，結合聚氨酯的高硬度、高回彈柔韌性與羥基硅油的耐溫性、抗污性、耐磨性等，制備的羥基硅油改性聚氨酯樹脂接枝率高、乳液穩定性好，放置長達6個月無漂油、凝膠、相分離等現象，且漆膜固化后具有優異的耐熱性、抗污耐磨性、高柔韌回彈性。

本發明的技術方案如下：

一種羥基硅油改性聚氨酯樹脂，其制備方法包括以下步驟：

將聚酯多元醇、多異氰酸酯、羥基硅油、溶劑混合后升溫反應，加入擴鏈劑A和助溶劑，再加入擴鏈劑B進行恒溫反應，中和后降溫，加入水及擴鏈劑C再進行反應，反應完成后除掉溶劑，得到羥基硅油改性水性聚氨酯樹脂；所述羥基硅油包括僅一端具有與硅連接的羥基的聚硅氧烷。

所述聚酯多元醇是由多元酸與多元醇通過酯化、縮聚反應制備得到，包括脂肪族聚酯多元醇，其制備方法是現有技術。

進一步優選的，所述聚酯多元醇包括飽和聚酯多元醇，由二元羧酸或二元酸酐與多元醇通過縮合、酯化或酯交換得到，或由內酯與多元醇聚合得到，所述飽和聚酯多元醇包括飽和脂肪族聚酯多元醇、芳香族聚酯多元醇等，具體的，所述二元羧酸或二元酸酐優選為己二酸、苯二甲酸或苯二甲酸酐；所述多元醇優選為新戊二醇、1,4-丁二醇、一縮二乙二醇、乙二醇、三羥甲基丙烷中的一種或幾種。

優選的，所述聚酯多元醇的數均分子量為1000-4000，羥值為35-100mgKOH/g，所述羥值的測試參照GB/T 7193-2003進行。為了減少副反應的發生，需要對聚酯多元醇進行除水處理后使用，是本領域的常規操作。