[发明专利]一种有机硅改性聚醚-聚碳酸酯水性聚氨酯及其制备方法

说明书

本发明公开了一种有机硅改性聚醚‑聚碳酸酯水性聚氨酯的制备方法，包括：(1)将环氧化合物、二氧化碳、起始剂、催化剂A与含环氧基硅烷偶联剂混合，经反应制备得到有机硅改性聚醚‑聚碳酸酯多元醇；起始剂选自多羟基小分子或多羟基聚合物；(2)将步骤(1)制备的有机硅改性聚醚‑聚碳酸酯多元醇、二异氰酸酯、多羟基亲水扩链剂与催化剂B搅拌反应，制备得到末端带有NCO基团的聚氨酯预聚物，再依次经碱性中和剂反应及扩链反应制备得到有机硅改性聚醚‑聚碳酸酯水性聚氨酯。采用本方法制备的有机硅改性聚醚‑聚碳酸酯水性聚氨酯具有优异的拉伸强度、耐热性及耐水性。

技术领域

本发明属于水性聚氨酯的的技术领域，具体涉及一种有机硅改性聚醚-聚碳酸酯水性聚氨酯及其制备方法。

背景技术

随着社会的发展和进步，石油资源被大量消耗日益枯竭，对石化资源的利用也会造成环境的污染。二氧化碳是一种丰富且廉价的碳一资源，有效地利用二氧化碳是当今世界摆脱石油资源依赖的突破口。

传统的水性聚氨酯所用的多元醇主要为聚酯型多元醇和聚醚型多元醇。聚酯型聚氨酯的耐水解性差，而聚醚型聚氨酯则在机械性能方面表现较差。因此，由二氧化碳和环氧丙烷开环共聚得到的聚醚-聚碳酸酯应运而生。

申请公布号为CN 105566597 A的中国专利文献中公开了一种二氧化碳基水性聚氨酯、制备方法及涂料，该方法是将二氧化碳基二元醇、聚酯或聚醚二元醇、二异氰酸酯及羧酸类亲水扩链剂或胺类亲水扩链剂搅拌反应，得到末端带有NCO的聚氨酯预聚物；然后向末端带有NCO的聚氨酯预聚物中加入碱性或酸性中和剂搅拌，得到水性聚氨酯预聚物；最后向水性聚氨酯预聚物中加入多元胺扩链剂，得到二氧化碳基水性聚氨酯涂料。

但上述技术方案中制备的二氧化碳基水性聚氨酯涂料存在机械强度不足、耐水耐热性差等缺点。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，本发明公开了一种有机硅改性聚醚-聚碳酸酯水性聚氨酯的制备方法，制备得到的有机硅改性聚醚-聚碳酸酯水性聚氨酯具有优异的拉伸强度、耐水性和耐热性。

具体技术方案如下：

一种有机硅改性聚醚-聚碳酸酯水性聚氨酯的制备方法，包括如下步骤：

(1)将环氧化合物、二氧化碳、起始剂、催化剂A与含环氧基硅烷偶联剂混合，经反应制备得到有机硅改性聚醚-聚碳酸酯多元醇；

所述起始剂选自多羟基小分子或多羟基聚合物；

(2)将步骤(1)制备的有机硅改性聚醚-聚碳酸酯多元醇、二异氰酸酯、多羟基亲水扩链剂与催化剂B搅拌反应，制备得到末端带有NCO基团的聚氨酯预聚物；

(3)将步骤(2)制备的末端带有NCO基团的聚氨酯预聚物与碱性中和剂反应得到水性聚氨酯预聚物；

(4)将步骤(3)制备的水性聚氨酯预聚物、水和多元胺扩链剂混合，经反应制备得到有机硅改性聚醚-聚碳酸酯水性聚氨酯。

本发明通过在环氧化合物与二氧化碳的共聚反应中加入含环氧基硅烷偶联剂作为第三反应单体，共聚得到有机硅改性聚醚-聚碳酸酯多元醇，并以此作为软段制备水性聚氨酯，提高聚氨酯膜的耐水性、耐候性以及机械性能。

步骤(1)中：

所述环氧化合物选自常见的种类，如环氧乙烷或环氧丙烷；优选地，所述环氧化合物选自环氧丙烷。

步骤(1)中，所述起始剂同时起到链转移剂的功能，选自多羟基小分子或多羟基聚合物。

所述多羟基小分子，比如丙二醇、丁二醇。

所述多羟基聚合物，比如聚乙二醇、聚丙二醇。