[发明专利]一种异氰酸酯改性有机硅树脂组合物及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明属于材料制备领域，具体涉及一种异氰酸酯改性有机硅树脂组合物及其制备方法和应用。

背景技术

光学塑料具有密度小、易于成型加工等优点，但硬度低，容易划伤，被大大限制了使用范围。在光学塑料表面涂覆一层加硬抗划伤涂层，可有效解决这个问题。目前使用加硬抗划伤用有机硅树脂涂层材料普遍固含量在20-40%之间，存在大量的溶剂，给运输和使用带来了很大的不便，而且在使用过程中，也带来了安全性因素和VOC的污染。

发明内容

本发明的目的在于提供一种异氰酸酯改性有机硅树脂组合物及其制备方法和应用，制得的异氰酸酯改性有机硅树脂组合物的固含量在60%以上，用于光学塑料表面的加硬抗划伤处理，能大幅提高光学塑料的表面硬度和抗划伤性能。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种异氰酸酯改性有机硅树脂组合物的固含量在60%以上。

制备方法包括以下步骤：

（1）将多异氰酸酯、单羟基多元酸、用于封闭异氰酸酯官能团的物质、甲苯和反应催化剂混合均匀，在100-110℃下反应5小时以上，至红外谱图检测无NCO吸收峰；

（2）冷却至25-30℃，加入硅氧烷单体、相转移催化剂和去离子水，在5-50℃下反应2-36小时，在55-60℃下减压蒸馏，取样在180℃下测试固含量为60%以上时，停止减压蒸馏，加入聚氨酯固化催化剂和流平剂，搅拌混匀。

单羟基多元酸、用于封闭异氰酸酯官能团的物质和NCO官能团的摩尔比为40-55:50-65:100，甲苯、反应催化剂和多异氰酸酯的重量比为10-20:0.001-0.01:1；硅氧烷单体、相转移催化剂和多异氰酸酯的重量比为1:0.005-0.05：0.125-0.25，硅氧烷单体和去离子水的摩尔比为1:3-8，聚氨酯固化催化剂、流平剂和多异氰酸酯的重量比为0.01-5:0.1-1:100。

所述的多异氰酸酯为二异氰酸酯或三异氰酸酯，或通过二异氰酸酯、三异氰酸酯本身的异氰酸酯基团反应得到的多异氰酸酯；所述的单羟基多元酸为分子式中含有至少2个羧酸基团和一个羟基基团的有机物，且总含碳数少于10个。

所述的用于封闭异氰酸酯官能团的物质为能与NCO反应，使其在室温下不具有反应活性，加热到70-150℃时，发生可逆反应，使NCO重新具有反应活性的物质。

所述的反应催化剂为锌类、锡类或铋类催化剂。

所述的硅氧烷单体的分子式为 (R⁰)_X-Si(OR¹)_(4- X)，X=0，1，2，3，R⁰为甲基、乙基、含环氧基、含烯基、含丙烯酰氧基、含巯基、胺基中的一种，R¹为甲基、乙基或丙基。

所述的相转移催化剂为苄基三乙基氯化铵、四丁基溴化铵、四丁基氯化铵、四丁基硫酸氢铵、三辛基甲基氯化铵、十二烷基三甲基氯化铵、十四烷基三甲基氯化铵中的一种。

所述的聚氨酯固化催化剂为三乙烯二胺、N,N-二甲基环己胺、二甲基苄胺、N,N'-二甲基哌嗪、对甲基苯胺、2,4,6-三(二甲胺基甲基)苯酚中的一种；所述的流平剂为有机硅类或丙烯酸类流平剂。

所述的异氰酸酯改性有机硅树脂组合物用于光学塑料表面的加硬抗划伤处理。

本发明的显著优点在于：制得的异氰酸酯改性有机硅树脂组合物的固含量在60%以上，用于光学塑料表面的加硬抗划伤处理，能大幅提高光学塑料的表面硬度和抗划伤性能。

附图说明

图1为实施例1的红外谱图。

具体实施方式

一种异氰酸酯改性有机硅树脂组合物的固含量在60%以上。

制备方法包括以下步骤：

（1）将多异氰酸酯、单羟基多元酸、用于封闭异氰酸酯官能团的物质、甲苯和反应催化剂混合均匀，在100-110℃下反应5小时以上，至红外谱图检测无NCO吸收峰；

（2）冷却至25-30℃，加入硅氧烷单体、相转移催化剂和去离子水，在5-50℃下反应2-36小时，在55-60℃下减压蒸馏，取样在180℃下测试固含量为60%以上时，停止减压蒸馏，加入聚氨酯固化催化剂和流平剂，搅拌混匀。