[发明专利]一种有机硅阳离子水性聚氨酯的制备方法

摘要

本发明涉及一种有机硅阳离子水性聚氨酯的制备方法，包括六步反应：(1)二乙胺与烯丙基氯在碱性作用下反应生成二乙基烯丙基胺；(2)D₄在催化剂作用下开环，用HMM进行封端，生成双氢封端的聚硅氧烷；(3)双氢封端的聚硅氧烷与二乙基烯丙基胺的硅氢加成反应；(4)加成反应产物与氯丙醇的季胺化反应；(5)HMDI与PTMEG1000生成预聚体，用季胺化产物在水中进行扩链生成有机硅阳离子水性聚氨酯。本发明操作简便，反应条件温和，无碳化现象，产物易分离且可循环使用；先将双端带胺基的聚硅氧烷成盐，再进行扩链，减少一般阳离子加酸成盐再中和的步骤，降低了含氮扩链剂的使用，节省成本，防止阳离子聚氨酯泛黄的问题。

主权项

一种有机硅阳离子水性聚氨酯的制备方法，步骤如下： (1)将烯丙基氯和二乙胺逐滴加入到30‑50℃的氢氧化钠溶液中，升温至60‑70℃常压保温反应14‑18h；冷却至室温，过滤得滤液，静置，分离上层清液，常压蒸馏得到104～106℃的馏分，得二乙基烯丙基胺； 所述的烯丙基氯和二乙胺的摩尔比为(1‑1.4)：1； (2)按摩尔比为1：(1‑10)将四甲基二硅氧烷与八甲基环四硅氧烷混合，在酸性催化剂作用下，于90‑110℃，搅拌反应6‑10h；冷却至室温，于80℃减压蒸馏1～2h脱除未反应的四甲基二硅氧烷，得双氢封端的聚硅氧烷； (3)按摩尔比为(1‑2.5)：1将二乙基烯丙基胺和双氢封端的聚硅氧烷混合，在N₂保护下搅拌加热升温至30～60℃，加入催化剂，常压恒温反应1‑4h，冷却至室温，过滤得滤液，减压蒸馏去除未反应的低沸物，得到双端带叔胺基的聚硅氧烷； 所述的催化剂为氯铂酸溶液、环戊二烯Ⅷ族金属配合物、聚硅氧烷Ⅷ族金属配合物或富勒烯Ⅷ族金属配合物； (4)按摩尔比为1：(1.5‑3)将双端带叔胺基的聚硅氧烷和氯丙醇混合，在N₂保护下，于60～90℃反应18～48h，冷却至室温，静置，分离下层黄褐色油状液体，分别用乙醚和石油醚洗涤2‑4次，于40～60℃、0.08MPa条件下旋转蒸发去除乙醚和石油醚，再在45‑55℃下真空干燥20‑30h，得到双羟基封端的有机硅双子季铵盐； (5)将聚四氢呋喃二醇在115‑125℃真空脱水1‑3h，降温至40℃，逐滴加入用丙酮溶解好的4,4'‑二环己基甲烷二异氰酸酯，于40～50℃，加入催化剂，反应2～4h，得聚氨酯预聚体丙酮溶液；所述的聚四氢呋喃二醇与4,4'‑二环己基甲烷二异氰酸酯的摩尔比为1：(2‑5)； 所述的催化剂为辛酸亚锡或二月桂酸二丁基锡； 将双羟基封端的有机硅双子季铵盐溶于丙酮中，混合均匀，逐滴加入到聚氨酯预聚体丙酮溶液中，于40～50℃，反应2‑3h，所述的双羟基封端的有机硅双子季铵盐与聚氨酯预聚体的摩尔比为1：(1.5‑2)；加入三元醇作为交联剂，40～50℃反应1～2h，加水进行乳化，再在40～60℃、0.08MPa条件下旋转蒸发去除丙酮，即得有机硅阳离子水性聚氨酯； 所述的双羟基封端的有机硅双子季铵盐与三元醇的摩尔比为1：(0.5‑3)。