[发明专利]阴离子型聚硅氧烷改性萜烯基环氧树脂多元醇水分散体及其制备方法

说明书

本发明公开了一种阴离子型聚硅氧烷改性萜烯基环氧树脂多元醇水分散体及其制备方法。该方法先以萜烯基环氧树脂与新戊二醇反应合成萜烯基环氧树脂基多元醇，再以聚硅氧烷、2,4‑甲苯二异氰酸酯和2,2‑二(羟甲基)丙酸改性T‑N，然后用碱中和后直接分散在水中得到自乳化阴离子型聚硅氧烷改性萜烯基环氧树脂多元醇水分散体。该阴离子型聚硅氧烷改性萜烯基环氧树脂多元醇的羟值70～150mg/g，T‑N‑S水分散体的Z均粒径30～300nm、粘度10～100mPa·s，25℃，35％固含量。本发明产品相容性好，硅感时效长，所制备的有机硅改性水性多元醇可有效改善水性聚氨酯的耐水性、耐污性。

技术领域

本发明涉及一种有机硅改性多元醇水分散体及其制备方法，尤其涉及一种阴离子型聚硅氧烷改性萜烯基环氧树脂多元醇水分散体及其制备方法。

背景技术

随着人们环境意识的提高和环保法规的健全，挥发性有机化合物(VOC)的排放量受到越来越严格的限制，传统溶剂型树脂在涂料、粘合剂等领域的应用受到很大程度的制约。水性树脂以水为分散介质，具有不燃、无毒、环境友好和节省资源等优点。双组分水性聚氨酯将双组分溶剂型聚氨酯的高性能和水性树脂的低VOC含量等优点相结合，成为国内外研究热点。双组分水性聚氨酯涂料由含-OH基团的水性多元醇组分与含-NCO基团的低粘度多异氰酸酯组分组成。在双组分水性体系中，由于树脂、固化剂两个组分均为水分散粒子，交联成膜时为粒子间的非均相成膜，并且由于树脂都经过亲水改性，其成膜物的耐水性能、耐污染能力比有机溶剂型双组分体系的均相成膜差，因此需要通过化学改性的方法从分子水平上提高双组分水性聚合物的综合性能并赋予新的功能特性。

聚硅氧烷是一类以重复Si-O键为主链，硅原子上直接链接有机基团的聚合物。Si-O-Si键的键长较长且键角较大，导致Si-O之间易旋转，这种特殊结构和组成使硅氧链之间的相互作用弱，表面张力低，使其具有良好的耐水性、耐候性等优异性能。采用硅氧烷改性含-OH的水性多元醇组分，低表面能的有机硅易在聚合物表面富集，可有效改善水性聚氨酯的耐水性和耐候性，使涂膜表现出良好的疏水自清洁性能。目前有机硅改性水性树脂主要以侧基或端基带有活性基团的线性聚硅氧烷为主。制备聚硅氧烷改性水性聚合物的方法主要有两种：一是通过聚合物乳液与聚硅氧烷乳液直接物理共混，由于简单的机械混合，无化学键形成，易发生相分离，且贮存稳定性较差；二是将含活性基团的聚硅氧烷低聚物与树脂体系的活性基团经逐步加成、聚合制得嵌段共聚物，再乳化分散，能够较好地改善二者的相容性，且不影响水分散液的贮存稳定性。专利CN104017158A报道了一种有机硅改性两性聚氨酯水分散体的制备方法，该方法选用含有叔锍基团的双羟烃基封端有机硅与多异氰酸酯进行反应制备了有机硅改性聚氨酯预聚物，将其与亲水扩链剂和一般扩链剂反应，采用丙酮法将反应型有机硅改性的聚氨酯预聚体通过自乳化作用分散到水中，合成的有机硅聚氨酯水分散体分子可在酸、碱性介质中均能形成稳定分散体，增大聚氨酯水分散体的应用范围。专利CN103819648A报道了一种聚硅氧烷改性聚氨酯水分散体的制备方法，该方法先采用异氟尔酮二异氰酸酯IPDI、聚醚210、聚醚220、羟基聚硅氧烷改性剂、二羟甲基丙酸溶液、乙二醇经过一系列反应得到改性聚氨酯预聚物；然后加入丙酮、三乙胺，得到预聚体的丙酮溶液；将其加入二乙烯三胺的水溶液中，乳化扩链，除去丙酮，即得聚硅氧烷改性聚氨酯水分散体。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种阴离子型聚硅氧烷改性萜烯基环氧树脂多元醇水分散体及其制备方法。该多元醇水分散体稳定性好，具有优良的成膜性能、耐水性、耐污性。

本发明采用的技术方案如下：一种阴离子型聚硅氧烷改性萜烯基环氧树脂多元醇水分散体，自乳化阴离子型聚硅氧烷改性萜烯基环氧树脂多元醇的羟值为70～150mg/g，水分散体的Z均粒径30～300nm、粘度10～100mPa·s，25℃，35％固含量。

一种制备所述的阴离子型聚硅氧烷改性萜烯基环氧树脂多元醇水分散体的方法，步骤为：

第一步，以萜烯基环氧树脂与新戊二醇在有机溶剂中路易斯酸催化剂催化反应，制备萜烯基环氧树脂多元醇；