[发明专利]有机硅改性水性聚氨酯复合材料及其应用

权利要求书

1.一种有机硅改性水性聚氨酯复合材料，其特征是，所述的复合材料是由以下方法制备得到的：

1)含氨基的梯形聚倍半硅氧烷的制备

按照梯形聚倍半硅氧烷∶氨基硅烷偶联剂∶催化剂∶有机溶剂的重量比为100∶10～100∶0.05～5∶300～500的比例，将上述材料混合，在温度为45～60℃下进行搅拌反应；然后蒸去有机溶剂和催化剂，得到含氨基的梯形聚倍半硅氧烷；

2)端基为-NCO的亲水性聚氨酯预聚体的制备

按照二异氰酸酯∶二元醇∶亲水化合物∶催化剂∶有机溶剂的重量比为100∶300～400∶20～50∶0.05～5∶300～500的比例，将上述材料混合均匀，在温度为50～80℃下进行反应，反应完成后得到端基为-NCO的亲水性聚氨酯预聚体；

3)有机硅改性水性聚氨酯预聚体的制备

按照步骤2)得到的端基为-NCO的亲水性聚氨酯预聚体：步骤1)得到的含氨基的梯形聚倍半硅氧烷∶催化剂∶有机溶剂的重量比为100∶0.2～20∶0.5～2∶50～200的比例，将上述材料混合搅拌均匀，在温度为45～80℃下进行反应，得到有机硅改性水性聚氨酯预聚体；

4)有机硅改性水性聚氨酯复合材料的制备

按照步骤2)所加入的二异氰酸酯∶碱性中和剂的重量比为100∶20～50的比例，向步骤3)得到的有机硅改性水性聚氨酯预聚体中加入碱性中和剂，通入惰性气体保护，于室温下持续进行搅拌反应，然后加入蒸馏水，蒸去有机溶剂，制备得到有机硅改性水性聚氨酯复合材料；

所述的二异氰酸酯是脂肪族二异氰酸酯、芳香族二异氰酸酯或它们的混合物；

所述的亲水化合物是2，2-二羟甲基丙酸、2，2-二羟甲基丁酸或它们的混合物；

所述的碱性中和剂是无机碱性化合物或有机碱性化合物。

2.根据权利要求1所述的有机硅改性水性聚氨酯复合材料，其特征是：所述的梯形聚倍半硅氧烷，其具有以下结构：

其中，R₁为苯基或C₁～C₄的烷基，n为30～50的整数。

3.根据权利要求1所述的有机硅改性水性聚氨酯复合材料，其特征是：所述的氨基硅烷偶联剂具有以下结构：

其中R₂为OCH₃或OCH₂CH₃，m为1～5的整数。

4.根据权利要求1所述的有机硅改性水性聚氨酯复合材料，其特征是：步骤1)所述的有机溶剂选自丙酮、丁酮、四氢呋喃和乙醚中的一种或几种；

步骤2)、步骤3)、步骤4)所述的有机溶剂是丙酮、丁酮、甲苯、二甲苯、乙酸乙酯、N-甲基吡咯烷酮、N，N-二甲基甲酰胺或N，N-二甲基乙酰胺。

5.根据权利要求1所述的有机硅改性水性聚氨酯复合材料，其特征是：步骤1)所述的催化剂是四甲基氢氧化胺、四丁基氢氧化胺或它们的混合物；

步骤2)、步骤3)所述的催化剂选自二丁基锡二月桂酸酯、辛酸亚锡、N-甲基吗啉和三亚乙基二胺中的一种或几种。

6.根据权利要求1所述的有机硅改性水性聚氨酯复合材料，其特征是：所述的脂肪族二异氰酸酯选自己二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、环己基二异氰酸酯、4，4’-二环己基甲烷二异氰酸酯和异佛尔酮二异氰酸酯中的一种或几种；

所述的芳香族二异氰酸酯选自甲苯-2，4二异氰酸酯、4，6-二甲苯二异氰酸酯、4，4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、1，5-萘二异氰酸酯、乙苯二异氰酸酯、4，6-二甲苯二异氰酸酯、3，3’-二甲基联苯-4，4’-二异氰酸酯和3，3’-二甲基-4，4’-二苯基甲烷二异氰酸酯中的一种或几种。

7.根据权利要求1所述的有机硅改性水性聚氨酯复合材料，其特征是：所述的二元醇是聚醚二元醇、聚酯二元醇或它们的混合物。

8.根据权利要求7所述的有机硅改性水性聚氨酯复合材料，其特征是：所述的聚醚二元醇是聚氧化丙烯二醇、聚四氢呋喃醚二元醇或它们的混合物；

所述的聚酯二元醇选自聚己内酯二元醇、聚碳酸酯二元醇、聚己二酸乙二醇酯二元醇、聚己二酸丁二醇酯二元醇和聚己二酸己二醇酯二元醇中的一种或几种。