CN103059258A - 一种有机硅改性水性聚氨酯乳液 - Google Patents

一种有机硅改性水性聚氨酯乳液 Download PDF

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Abstract

一种有机硅改性水性聚氨酯乳液，制备方法是以MDI、DL-1000、BDO、DMPA、为原料制备预聚体，加入KH-550对预聚体的端-NCO进行封端改性，加入三乙胺进行中和反应生成盐，加入适量的去离子水制得有机硅改性的水性聚氨酯乳液。本发明得到的水性聚氨酯成膜后具有较好的耐寒性、耐水性及粘结性。

Description

一种有机硅改性水性聚氨酯乳液
技术领域
本发明涉及一种有机硅改性水性聚氨酯乳液，属化工领域。
技术背景        
聚氨酯胶黏剂中含有异氰酸酯基和氨酯基，具有很强的活性和极性，故其对橡胶、金属、织物、皮革、纸张、塑料等多种材料都具有良好的粘结性能；同时，聚氨酯大分子链之间或与被粘物之间均可形成氢键，故其内聚力更强、粘结强度更高、耐磨性和耐溶剂性更好。然而，聚氨酯胶黏剂的耐高温性能和热老化性能欠佳，使其应用范围极大收到限制。
以硅氧键为骨架组成的聚硅氧烷，是有机硅中研究最深和应用最广的一类化合物。其独特的硅氧键结构使有机硅同时具有无机材料和有机材料的优势。本专利采用嵌段改性法，将含活性端氨基的硅烷偶联剂对预聚体改性，制备有机硅改性的水性聚氨酯乳液。该乳液成膜具有较好的耐寒性、耐水性及粘结性。
发明内容
本发明的目的是提供一种有机硅改性水性聚氨酯乳液，具有很好的耐寒性、耐水性及粘结性。
为实现以上目的，本发明的有机硅改性水性聚氨酯乳液，其制备方法为：
(1) 以二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、聚醚二醇(DL-1000)、1,4-丁二醇(BDO)、二羟甲基丙酸(DMPA)为原料制备预聚体，MDI与DL-1000、DMPA、BDO的摩尔比为1.2:1-1.3:1，BDO占预聚体质量的2%-3%，DMPA占预聚体质量的4%-5%。
(2) 加入氨丙基三乙氧基硅烷(KH-550)对预聚体的端-NCO进行封端改性，加入量与过量-NCO的物质的量的比值为0.35，反应50min。
(3) 降温至40℃，加入与DMPA的相同物质的量的三乙胺进行中和反应生成盐，反应3-4min。
(4) 加入预聚体总质量2倍水的进行乳化60min，得到有机硅改性的水性聚氨酯乳液。
本发明产生的有益效果为，本专利采用有机硅改性水性聚氨酯，有机硅中含有高键能的硅氧键，并且有机硅氧烷的单分子体积大、内聚能密度低，故将有机硅引入聚氨酯分子的主链或侧链中，有利于提高胶黏剂的耐热性、耐寒性和耐候性等性能；与此同时，聚氨酯的存在可能提高有机硅的附着力、耐磨性及耐溶剂性，并且可常温固化。
实施例
实施例1：
以二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、聚醚二醇(DL-1000)、1,4-丁二醇(BDO)、二羟甲基丙酸(DMPA)为原料制备预聚体。MDI与DL-1000、DMPA、BDO、的摩尔比为1.2:1，BDO占预聚体质量的2%，DMPA占预聚体质量的4%。加入氨丙基三乙氧基硅烷(KH-550)对预聚体的端-NCO进行封端改性，反应50min。氨丙基三乙氧基硅烷(KH-550)的物质的量与过量-NCO的物质的量的比值为0.35。降温至40℃，加入三乙胺进行中和反应生成盐，反应3min。三乙胺的物质的量与DMPA的物质的量相同。加入水进行乳化60min，水的用量为预聚体总质量的2倍，得到有机硅改性的水性聚氨酯乳液。
实施例2：
以二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、聚醚二醇(DL-1000)、1,4-丁二醇(BDO)、二羟甲基丙酸(DMPA)为原料制备预聚体。MDI与DL-1000、DMPA、BDO、的摩尔比为1.3:1，BDO占预聚体质量的3%，DMPA占预聚体质量的5%。加入氨丙基三乙氧基硅烷(KH-550)对预聚体的端-NCO进行封端改性，反应50min。氨丙基三乙氧基硅烷(KH-550)的物质的量与过量-NCO的物质的量的比值为0.35。降温至40℃，加入三乙胺进行中和反应生成盐，反应4min。三乙胺的物质的量与DMPA的物质的量相同。加入水进行乳化60min，水的用量为预聚体总质量的2倍，得到有机硅改性的水性聚氨酯乳液。

Claims (5)

1.一种有机硅改性水性聚氨酯乳液，其特征在于：该乳液的制备方法如下：
(1) 以二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、聚醚二醇(DL-1000)、1,4-丁二醇(BDO)、二羟甲基丙酸(DMPA)为原料制备预聚体；
(2) 加入氨丙基三乙氧基硅烷(KH-550)对预聚体的端-NCO进行封端改性，反应50min；
(3) 降温至40℃，加入三乙胺进行中和反应生成盐，反应3-4min；
(4) 加入水进行乳化60min，得到有机硅改性的水性聚氨酯乳液。
2.如权利要求1所述的一种有机硅改性水性聚氨酯乳液，其特征在于：所述的步骤(1)中预聚体原料的配比为：MDI与DL-1000、DMPA、BDO、的摩尔比为1.2:1-1.3:1，BDO占预聚体质量的2%-3%，DMPA占预聚体质量的4%-5%。
3.如权利要求1所述的一种有机硅改性水性聚氨酯乳液，其特征在于：所述的步骤(2)中氨丙基三乙氧基硅烷(KH-550)的物质的量与过量-NCO的物质的量的比值为0.35。
4.如权利要求1所述的一种有机硅改性水性聚氨酯乳液，其特征在于：所述的步骤(3)中三乙胺的物质的量与DMPA的物质的量相同。
5.如权利要求1所述的一种有机硅改性水性聚氨酯乳液，其特征在于：所述的步骤(4)中水的用量为预聚体总质量的2倍。
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