[发明专利]一种硅改性长链羧基聚醚-碳酸酯水性聚氨酯及其制备方法

权利要求书

1.一种硅改性长链羧基聚醚-碳酸酯水性聚氨酯的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)以环氧化合物、含双键的环氧单体、二氧化碳为单体，经共聚得到长链双键基聚醚-碳酸酯多元醇；

所述环氧化合物与所述含双键的环氧单体的质量比为100：4～18；

所述长链双键基聚醚-碳酸酯多元醇中，双键密度为0.5～2.5mol％；

(2)将所述长链双键基聚醚-碳酸酯多元醇与巯基羧酸类单体混合，经点击化学得到长链羧基型聚醚-碳酸酯多元醇；

(3)将所述长链羧基型聚醚-碳酸酯多元醇、二异氰酸酯与多羟基扩链剂混合，经反应制备得到末端带有NCO基团的聚氨酯预聚物，再与碱性物质中和后得到水性聚氨酯预聚物；

(4)将所述水性聚氨酯预聚物和氨基硅烷偶联剂混合，经反应得到硅改性长链羧基聚醚-碳酸酯水性聚氨酯预聚物，再与水混合，经反应制备得到所述的硅改性长链羧基聚醚-碳酸酯水性聚氨酯。

2.根据权利要求1所述的硅改性长链羧基聚醚-碳酸酯水性聚氨酯的制备方法，其特征在于，步骤(1)中：

所述环氧化合物选自环氧乙烷和/或环氧丙烷；

所述含双键的环氧单体选自烯丙基缩水甘油醚和/或烯丁基缩水甘油醚；

反应体系内，二氧化碳的压力为2～5MPa；

所述共聚，温度为70～120℃，时间为5～24h。

3.根据权利要求1所述的硅改性长链羧基聚醚-碳酸酯水性聚氨酯的制备方法，其特征在于，步骤(1)中：

反应体系内还加入起始剂与催化剂，所述起始剂选自多羟基小分子或多羟基聚合物，所述催化剂选自双金属氰化络合物；

环氧化合物、起始剂与催化剂的质量比为100：5～30：0.01～0.1。

4.根据权利要求1所述的硅改性长链羧基聚醚-碳酸酯水性聚氨酯的制备方法，其特征在于，步骤(2)中：

所述巯基羧酸类单体选自巯基丙酸、巯基乙酸、巯基丁酸、巯基戊酸中的一种或多种；

所述长链双键基聚醚-碳酸酯多元醇中双键与所述巯基羧酸类单体中巯基的摩尔比为1：1；

所述点击化学在催化剂作用下进行，所述催化剂选自光引发剂；

所述点击化学在室温下进行。

5.根据权利要求1所述的硅改性长链羧基聚醚-碳酸酯水性聚氨酯的制备方法，其特征在于，步骤(3)中：

所述二异氰酸酯选自2,4-甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、1,6-己二异氰酸酯中的一种或多种；

所述多羟基扩链剂选自乙二醇、丙二醇、1,4-丁二醇、戊二醇、1,6-己二醇中的一种或多种；

二异氰酸酯、长链羧基聚醚-碳酸酯多元醇和多羟基扩链剂的质量比为100：150～300：20～25；

所述反应在催化剂作用下进行，所述催化剂选自有机锡类催化剂、有机汞类催化剂、有机锌类催化剂中的一种或多种；

所述反应，温度为55～85℃，时间为1.5～4h；

所述碱性物质选自三乙胺、氨水、氢氧化钠中的一种或多种；

碱性物质与多羟基扩链剂的摩尔比为1：0.8～1.1。

6.根据权利要求1所述的硅改性长链羧基聚醚-碳酸酯水性聚氨酯的制备方法，其特征在于，步骤(4)中：

所述氨基硅烷偶联剂选自氨基丙基三乙氧基硅氧烷、氨基丙基三甲氧基硅氧烷、氨丙基二乙氧基硅氧烷、N-(2-氨乙基)-3-氨丙基三甲氧基硅烷、N-氨乙基-3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷中的一种或多种；

所述氨基硅烷偶联剂与步骤(3)中所述二异氰酸酯的质量比为30～50：100；

反应温度为25～80℃，时间为10～90min。

7.根据权利要求1所述的硅改性长链羧基聚醚-碳酸酯水性聚氨酯的制备方法，其特征在于，步骤(4)中：

水性聚氨酯预聚物与水的质量比为25～60：100。