[发明专利]有机硅氧烷改性WPU/PVA膜的制备方法

权利要求书

1.有机硅氧烷改性WPU/PVA膜的制备方法，其特征在于：首先以二异氰酸酯、低聚物二元醇、小分子多元醇和含羧基的小分子二元醇为聚合单体进行逐步聚合反应，合成侧链含羧基的亲水性聚氨酯预聚体，用有机硅氧烷改性所述聚氨酯预聚体，然后经季铵化反应和多元胺扩链后得到有机硅氧烷改性WPU乳液，将所述有机硅氧烷改性WPU乳液与PVA水溶液混合后依次经涂膜、干燥、热处理得到有机硅氧烷改性WPU/PVA膜；

所述二异氰酸酯选自异佛尔酮二异氰酸酯、己二异氰酸酯或甲苯二异氰酸酯；

所述低聚物二元醇选自聚丙二醇PPG-210、聚丙二醇PPG-220、聚四氢呋喃醚二醇PTMG-1000或聚四氢呋喃醚二醇PTMG-2000；

所述小分子多元醇选自1，4-丁二醇、1，2-丙二醇、三羟甲基丙烷中的一种或几种；

所述含羧基的小分子二元醇选自二羟甲基丙酸或二羟甲基丁酸；

所述有机硅氧烷为氨基硅氧烷。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述氨基硅氧烷选自γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷或N-β(氨乙基)-3-氨丙基三甲氧基硅烷。

3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于按以下步骤操作：

a、将二异氰酸酯、低聚物二元醇、小分子多元醇和丁酮混合，在催化剂二月桂酸二丁基锡的作用下于65-90℃搅拌反应0.5-2.5小时，然后向反应液中加入含羧基的小分子二元醇，再于65-90℃搅拌反应2.5-6小时得到侧链含羧基的亲水性聚氨酯预聚体；

所述二异氰酸酯、低聚物二元醇、小分子多元醇的摩尔比为4-8∶1∶0.8-1.5；丁酮的用量为低聚物二元醇质量的50-150％；催化剂的添加量为二异氰酸酯、低聚物二元醇和小分子多元醇总质量的0.1-0.3％；含羧基的小分子二元醇与二异氰酸酯的摩尔比为1∶3-5；

b、在步骤a得到的聚氨酯预聚体中加入有机硅氧烷，于20-45℃搅拌反应10-30分钟得到有机硅氧烷改性聚氨酯预聚体，有机硅氧烷与二异氰酸酯的摩尔比为1∶5-25；

c、向有机硅氧烷改性聚氨酯预聚体中加入三乙胺，于20-45℃搅拌反应10-40分钟，随后将反应液与去离子水混合，于5-20℃搅拌5-20分钟得季铵化聚氨酯预聚体；

所述三乙胺与含羧基的小分子二元醇的摩尔比为0.8-1.2∶1，所述反应液与去离子水的体积比1∶1.5-15；

d、在5-20℃搅拌条件下向季铵化聚氨酯预聚体中滴加多元胺水溶液，滴加结束后继续搅拌反应1-2小时，再升温至30-45℃搅拌反应20-40分钟得到有机硅氧烷改性WPU乳液；

所述多元胺水溶液的质量百分浓度为1-5％，多元胺与低聚物二元醇的摩尔比为0.3-0.8∶1；

e、在有机硅氧烷改性WPU乳液中加入PVA水溶液，35-45℃搅拌反应30-60小时后依次经涂膜、干燥、热处理得到有机硅氧烷改性WPU/PVA膜；

所述PVA水溶液的质量百分浓度为5-10％，PVA与二异氰酸酯、低聚物二元醇、小分子多元醇、含羧基的小分子二元醇、有机硅氧烷和多元胺的总质量之比为0.2-5∶1。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：步骤d中所述多元胺选自乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺或四乙烯五胺。

5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：步骤e中所述涂膜为刮膜、喷洒、浸渍、流动或者旋转涂覆；所述干燥是置于空气中自然晾干，直到成膜可以自然剥落；所述热处理是指由50℃开始升温，每小时升温10-20℃，升温至110-130℃保持2-6小时。