[发明专利]一种硅烷偶联剂改性水性聚氨酯塑料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于聚氨酯塑料技术领域，涉及一种硅烷偶联剂改性水性聚氨酯塑料及其制备方法。

背景技术

水性聚氨酯以水为分散介质具有不燃、无毒、环保、安全，成膜性好，黏接牢，涂层耐酸碱、耐寒、耐挠屈、透气性好等优点，在皮革涂饰、涂料、胶黏剂和油墨等领域得到了广泛的应用。国内水性聚氨酯固含量主要为30% 左右，并在逐步取代溶剂型聚氨酯。工业应用中固含量50% 以上的产品主要依赖拜尔、汉高等跨国公司。因此，国内研制一种固含量在50% 以上的改性水性聚氨酯塑料是非常必要的。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种硅烷偶联剂改性水性聚氨酯塑料。本发明一种硅烷偶联剂改性水性聚氨酯塑料具有固含量达到54%以上，且力学性能优越、乳液黏度低、耐水性和稳定性好等优点。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为。

一种硅烷偶联剂改性水性聚氨酯塑料，由以下重量份数的原料制备而成：聚四氢呋喃二醇40-50份、聚醚40-50份、聚己二酸乙二酯30-40份、异佛尔酮二异氰酸酯25-45份、亲水性扩链剂3-5份、水性有机硅消泡剂1-3份、乳化剂1-3份、热稳定剂3-5份、润滑剂0.5-1.5份、硅烷偶联剂1-3份、丙酮0.2-1.0份、三乙胺 1-2份、丁二醇1-2份和去离子水60-80份。

本发明的一种优选方案，由以下重量份数的原料制备而成：聚四氢呋喃二醇45份、聚醚45份、聚己二酸乙二酯35份、异佛尔酮二异氰酸酯30份、亲水性扩链剂4份、水性有机硅消泡剂2份、乳化剂2份、热稳定剂4份、润滑剂0.8份、硅烷偶联剂2份、丙酮0.6份、三乙胺 1份、丁二醇1份和去离子水70份。

所述亲水性扩链剂为二羟甲基丙酸和二氨基丁基磺酸钠，按重量份数比，二羟甲基丙酸：二氨基丁基磺酸钠=1-2:2-4。

所述硅烷偶联剂为KH550。

所述乳化剂为壬基酚聚氧乙烯醚。

所述热稳定剂为二丁基二月桂酸锡。

所述润滑剂为十二烷基硫酸钠。

一种硅烷偶联剂改性水性聚氨酯塑料的制备方法，步骤如下。

（1）按重量份数称量：聚四氢呋喃二醇、聚醚、聚己二酸乙二酯、异佛尔酮二异氰酸酯、亲水性扩链剂、水性有机硅消泡剂、乳化剂、热稳定剂、润滑剂、硅烷偶联、丙酮、三乙胺、丁二醇和去离子水；

（2）混合脱水：将聚四氢呋喃二醇，聚己二酸乙二酯，二羟甲基丙酸、聚醚加入反应釜中混合搅拌，温度90-100℃，搅拌转速100-200r/min，搅拌时间20-30min；然后在真空度为 1-2MPa下抽真空脱水1-2h；

（3）中和：降至60-70℃，加入异佛尔酮二异氰酸酯，丁二醇和热稳定剂，反应10-20min，降温至40-50℃，加入丙酮降低黏度，再加入三乙胺中和成盐。

（4）乳化：向上述（3）的混合液中加入硅烷偶联剂，待反应完全后缓慢加入溶解于去离子水中的二氨基丁基磺酸钠、乳化剂和润滑剂，高速乳化，再滴加水性有机硅消泡剂，减压蒸馏除去丙酮，在40℃下真空干燥。即得成品。

本发明的有益效果：本发明采用硅烷偶联剂以化学键的方式成功接入水性聚氨酯体系进行改性，本发明的力学性能优越且乳液黏度低、耐水性和稳定性好，固含量达到54% 以上。

具体实施方式

为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。

实施例1。

（1）按重量份数称量：聚四氢呋喃二醇42份、聚醚49份、聚己二酸乙二酯31份、异佛尔酮二异氰酸酯25份、二羟甲基丙酸2份、二氨基丁基磺酸钠3份、水性有机硅消泡剂2份、乳化剂壬基酚聚氧乙烯醚2份、热稳定剂二丁基二月桂酸锡3份、润滑剂十二烷基硫酸钠1.2份、硅烷偶联剂KH550 2份、丙酮0.6份、三乙胺 1份、丁二醇1份和去离子水60份。

（2）混合脱水：将聚四氢呋喃二醇，聚己二酸乙二酯，二羟甲基丙酸、聚醚加入反应釜中混合搅拌，温度90-100℃，搅拌转速100-200r/min，搅拌时间20-30min；然后在真空度为 1-2MPa下抽真空脱水1-2h。

（3）中和：降至60-70℃，加入异佛尔酮二异氰酸酯，丁二醇和热稳定剂，反应10-20min，降温至40-50℃，加入丙酮降低黏度，再加入三乙胺中和成盐。