[发明专利]一种聚氨酯-有机硅合成革涂层用反应型增容剂的制备方法

说明书

本发明公开了一种聚氨酯‑有机硅合成革涂层用反应型增容剂的制备方法。利用硅氢键与双键的配位加成反应，将聚乙二醇烯丙基甲基醚接枝于含氢硅油侧链，合成了一种带有硅氢键的反应型增容剂，并将其用于聚氨酯‑有机硅互穿网络涂层体系的增容。本发明制备的反应型增容剂在有机硅和聚氨酯间起到“互溶”作用，能够有效降低聚氨酯、有机硅两相间界面张力，进而改善相容性。用其增容后的聚氨酯‑有机硅涂层与增容前相比，二者互容程度提高，相分离程度减轻，互穿网络更易形成，涂层力学性能、表面极性等得到显著提升。另外，在增容剂的制备过程中不使用任何溶剂，实现了制备过程绿色化。

本发明涉及一种聚氨酯-有机硅合成革涂层用反应型增容剂的制备方法，属于高分子材料改性领域。

背景技术

有机硅作为一种不依赖于石化资源而生产的一类化工材料，因其具有环保无毒、耐候性好、憎水、难燃及生理惰性等诸多优异特性，已在纺织助剂、汽车、日用化学品、生物医用等行业得到广泛应用。随着有机硅工业的发展，基于无溶剂双组份硅氢加成体系的有机硅树脂已进入纺织、合成革涂层等领域。如中国专利CN205688265U公开了一种超柔软有机硅皮革，包括由上到下依次设置的第一硅橡胶层、第二硅橡胶层、超柔软硅橡胶层以及基材，赋予皮革质地柔软丰满的特点。然而，尽管有机硅涂层拥有诸多优点，但因其材料自身的结构特点，当被用作合成革等涂层材料使用时，往往存在力学强度不足(拉伸强度≤5MPa，延伸率≤400％)、表面张力低、与基材粘接力差等问题，限制了其在合成革领域的进一步发展和应用。因此，开发一种既具备有机硅优异性能又能够同时兼顾或满足合成革涂层材料所需各项性能的复合材料成为研究的热点。

聚氨酯是一类由多异氰酸酯与多元醇(包括聚酯多元醇和聚醚多元醇)经聚加成反应而成的含有重复氨基甲酸酯键结构(-NHCOO-)的一类极性高分子材料。聚氨酯树脂可以看作是一种由软链段与硬链段交替连接而成的嵌段共聚物。其中，软段相决定着树脂的附着力、断裂伸长率等，硬段相则决定着树脂的模量、强度等性能，分子链中常常含有酯基，醚基，脲键，氨基甲酸酯键等极性基团。因其特有的结构，聚氨酯树脂具有诸多优异性能，如优异的力学性能、附着力及软硬度可调节范围广等，被广泛应用于合成革涂层。因此也非常适合用于改性有机硅涂层材料。如中国专利CN109722917A公开了一种有机硅合成革涂层的表面张力和再涂性提升方法。利用硅氢键与双键的配位加成反应，将双键封端的极性聚氨酯链段引入有机硅合成革涂层材料中，提升了有机硅合成革涂层的表面张力和再凃性，有效地解决了单一有机硅合成革涂层因表面能低所导致的与基布粘接力、后整理润湿流平性、再涂性差的技术问题。将聚氨酯引入有机硅，可实现有机硅和聚氨酯材料性能的优势互补，在保留有机硅涂层优异性能的同时，能够有效弥补其在力学性能、表面张力、与基材粘接力上存在的不足。

然而，由于有机硅和聚氨酯二者的化学结构和极性差异较大，直接将两者混合往往因相容性差而导致分层，不稳定的两相形态会导致最终综合性能的下降，达不到预期目的。

发明内容

本发明的目的是针对上述现有技术的不足而提供一种聚氨酯-有机硅合成革涂层用反应型增容剂的制备方法。利用含氢聚硅氧烷中硅氢键与聚乙二醇烯丙基甲基醚中双键的配位加成反应，将半极性聚醚侧链接枝于含氢聚硅氧烷中制备了一种反应型增容剂，并将其用于聚氨酯-有机硅互穿网络涂层体系的增容。

本发明提供的一种聚氨酯-有机硅合成革涂层用反应型增容剂的制备方法，其特征在于包括如下步骤，所用物料的份数均为重量份数：(1)反应型增容剂的制备：

将含氢聚硅氧烷6～20份，聚乙二醇烯丙基甲基醚6～30份，加入反应釜中，控制体系-C＝C/Si-H的摩尔比在0.3～0.6，升温至85℃，在搅拌下加入氯铂酸催化剂1～2份，100～120℃反应1～2h，制得同时含有硅氢键和聚乙二醇侧链的反应型增容剂；

(2)聚氨酯-有机硅合成革涂层的制备：