[发明专利]一种亲水硅氧烷改性的聚氨酯或聚氨酯-脲水分散体、制备方法及应用

说明书

本发明提供一种亲水硅氧烷改性聚氨酯或聚氨酯‑脲水分散体及制备方法，可应用于涂料、粘合剂等领域。通过具有亲水基团的硅氧烷可在聚氨酯或聚氨酯‑脲水分散体胶粒表面引入硅氧烷基团，水分散体在干燥和活化过程中，胶粒表面上的硅氧烷相互之间发生水解、交联，增加交联密度，明显提高由其得到的粘合剂的耐热性、耐湿热等性能。

技术领域

本发明属于聚氨酯分散体技术领域，尤其涉及一种亲水硅氧烷改性的聚氨酯或聚氨酯-脲水分散体、制备方法及应用。

背景技术

聚氨酯或聚氨酯-脲水分散体仅以水作为分散介质，在使用过程中对环境无污染，不燃不爆安全可靠，被广泛应用于涂料、粘合剂等领域。但是水性聚氨酯大部分都是线性结构，其耐水性、耐溶剂性以及耐热性等都不是太理想，限制了其应用范围。为了改善水性聚氨酯的耐性，人们通常在水性聚氨酯中引入交联或可交联基团。

为了提升水性聚氨酯-聚脲分散体的粘接性能，在使用时可通过添加异氰酸酯固化剂的方式，使聚氨酯-聚脲水分散体中残留的羟基与异氰酸酯反应增加交联密度。专利US4870129A即采用该种方法将羟基引入聚氨酯或聚氨酯-聚脲中，在使用时与异氰酸酯复配，明显提高了粘合强度与耐热性能。但是这种方式中，异氰酸酯除与羟基反应外还会与水进行反应，导致粘合剂的可操作时间变短，仅可现用现配，为施工带来了额外的麻烦。

CN102216359A介绍了一种具有末端羧基的聚氨酯或聚氨酯-聚脲分散体，由于末端羧基的高活性，与碳化二亚胺复配后可快速发生交联反应，从而明显提高涂膜性能。但是羧酸会催化酯键水解，影响聚氨酯或聚氨酯脲水分散体的稳定性，同时碳二亚胺本身稳定性不好，这些都不利于这种体系的存储。

此外，还可以通过在聚氨酯或聚氨酯-脲中引入硅氧烷进行自交联，增加体系的交联密度，进而提升产品性能。专利CN 108250390A公开了一种侧链含有非位阻型硅氧烷基团的聚氨酯或聚氨酯-脲水分散体，在干燥和活化过程中，侧链上的硅氧烷相互之间发生水解、交联，增加交联密度，但由于硅氧烷极性低，在水分散体制备过程中会向胶粒内部迁移，导致彼此间碰撞几率降低，且多为胶粒内交联，在获得优异耐热性的同时严重影响产品活化性能。

发明内容

本发明的目的在于，针对现有水性聚氨酯或聚氨酯-脲存在的耐性差的问题，提供一种可应用于涂料、粘合剂等领域的亲水硅氧烷改性聚氨酯或聚氨酯-脲水分散体及制备方法。通过具有亲水基团的硅氧烷可在聚氨酯或聚氨酯-脲水分散体胶粒表面引入硅氧烷基团，水分散体在干燥和活化过程中，胶粒表面上的硅氧烷相互之间发生水解、交联，增加交联密度，明显提高由其得到的粘合剂的耐热性、耐湿热等性能。

为了实现以上目的的一个方面，本发明采用以下技术方案：

一种聚氨酯或聚氨酯-脲水分散体，由包含以下组分的组合物反应得到的反应产物：

a)至少一种硅氧烷ⅰ)组分，

所述硅氧烷ⅰ)具有如下通式：

其中基团R含有至少一个异氰酸根反应性基团和至少一个亲水基团，同时R1、R2和R3中至少有一个基团为甲氧基或乙氧基；

b)至少一种官能度为2～4的多元醇组分；

c)至少一种多异氰酸酯组分；

d)至少一种亲水化合物组分，所述亲水化合物的亲水基团包含离子基团和潜离子基团中的一种或两种，所述亲水化合物含有2～3个异氰酸根反应性基团；所述离子基团优选为羧酸根和/或磺酸根；所述潜离子基团优选为羧基和/或磺酸基；所述异氰酸根反应性基团优选为羟基和/或氨基；

e)任选的，一种异氰酸根反应性的非离子亲水化合物的组分；

f)任选的，含有1～3个NCO反应性官能团的化合物，优选的，分子中含有1～3个氨基和/或羟基的化合物；