CN107759766A - 一种硅烷封端聚氨酯预聚合物的合成方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种硅烷封端聚氨酯预聚合物的合成方法。步骤如下：1）将聚丙二醇、1,4—丁二醇和乙酸丁酯置于反应容器中，通入氮气作为反应体系的保护气氛，匀速搅拌，待温度上升至50℃，再加入甲苯二异氰酸酯和二月桂酸二丁基锡，再升温至80℃，反应3h，得到端异氰酸酯基聚氨酯预聚物；2）在氮气的保护下，将步骤1）中得到的端异氰酸酯基聚氨酯预聚物与双‑（3‑甲氧基硅丙基）胺按1：1的摩尔比进行反应，搅拌反应3‑5h，再在100℃下，真空脱除气泡，即得硅烷封端聚氨酯预聚合物。

Description

一种硅烷封端聚氨酯预聚合物的合成方法
技术领域
本发明属于改性聚氨酯技术领域，具体涉及一种硅烷封端聚氨酯预聚合物的合成方法。
背景技术
硅烷封端聚氨酯 ( 简称 SPU) 是一种由聚氨基甲酸酯主链和烷氧基硅烷为端基组成的低聚物，最早由联碳公司在 1971 年开发。它的端基不是传统聚氨酯的异氰酸酯基(—NCO)，而是硅烷的可水解的烷氧基团，成膜时按照有机硅的固化机理，烷氧基水解缩合达到固化交联的目的。SPU 综合了传统聚氨酯和有机硅的结构和性能，能避免传统聚氨酯固化易起泡、对无孔基材（如玻璃、
金属等) 粘接性差的缺点，同时具有有机硅材料良好的耐热性、耐水性等。
目前，硅烷封端聚氨酯聚合物在密封胶方面的应用研究较多，而把 SPU聚合物应用在涂料领域还鲜有报道。传统的硅烷封端剂改性聚氨酯后，聚合物的粘度会增大很多，制得的 SPU自流平性和涂覆性一般，在涂料上的应用比较困难。
发明内容
为了解决硅烷封端聚氨酯聚合物的粘度问题，本发明提供了一种硅烷封端聚氨酯预聚合物的合成方法。
本发明为了实现上述发明目的，采用如下的技术方案：
一种硅烷封端聚氨酯预聚合物的合成方法，步骤如下：
1）将聚丙二醇、1,4—丁二醇和乙酸丁酯置于反应容器中，通入氮气为反应体系的保护气氛，匀速搅拌，待温度上升至50℃，再加入甲苯二异氰酸酯和二月桂酸二丁基锡，再升温至80℃，反应3h，得到端异氰酸酯基聚氨酯预聚物；
2）在氮气的保护下，将步骤1）中得到的端异氰酸酯基聚氨酯预聚物与双-（3-甲氧基硅丙基）胺按1：1的摩尔比进行反应，搅拌反应3-5h，再在100℃下，真空脱除气泡，即得硅烷封端聚氨酯预聚合物。
本发明所述的1,4 —丁二醇和乙酸丁酯在反应前用直径为3-5mm的活性分子筛干燥备用。
本发明所述聚丙二醇的分子量为2000-10000。
本发明所述的聚丙二醇在反应前在真空干燥箱中于120℃下脱水脱气2-3h。
本发明的有益效果在于：
1、本发明选用双-（3-甲氧基硅丙基）胺作为封端剂，双-（3-甲氧基硅丙基）胺为活性仲胺基硅烷，原料易得，且价格便宜，双-（3-甲氧基硅丙基）胺对聚氨酯预聚物封端改性的过程反应活性适当，封端反应速率容易控制，不会出现体系粘度急增而产生凝胶现象，产品制备时重现性好，热稳定性好。
2、采用本发明方法得到的预聚合物的粘度小，自流平性和涂覆性好，符合涂料标准。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明的实质性内容作进一步详细的描述。
实施例1
一种硅烷封端聚氨酯预聚合物的合成方法，步骤如下：
1）将聚丙二醇、1,4—丁二醇和乙酸丁酯置于反应容器中，通入氮气作为反应体系的保护气氛，匀速搅拌，待温度上升至50℃，再加入甲苯二异氰酸酯和0.5份二月桂酸二丁基锡，再升温至80℃，反应3h，得到端异氰酸酯基聚氨酯预聚物；
所述聚丙二醇、1,4—丁二醇、乙酸丁酯和甲苯二异氰酸酯的摩尔比为1：1：2：4。
所述二月桂酸二丁基锡的加入量占反应体系质量的0.5%。
2）在氮气的保护下，将步骤1）中得到的端异氰酸酯基聚氨酯预聚物与双-（3-甲氧基硅丙基）胺按1：1的摩尔比进行反应，搅拌反应3h，再在100℃下，真空脱除气泡，即得硅烷封端聚氨酯预聚合物，流平性≥5min，粘度45s。
实施例2
一种硅烷封端聚氨酯预聚合物的合成方法，步骤如下：
1）将聚丙二醇、1,4—丁二醇和乙酸丁酯置于反应容器中，通入氮气作为反应体系的保护气氛，匀速搅拌，待温度上升至50℃，再加入甲苯二异氰酸酯和二月桂酸二丁基锡，再升温至80℃，反应3h，得到端异氰酸酯基聚氨酯预聚物；
所述聚丙二醇、1,4—丁二醇、乙酸丁酯和甲苯二异氰酸酯的摩尔比为1：1：2：4。
所述二月桂酸二丁基锡的加入量占反应体系质量的0.3%。
2）在氮气的保护下，将步骤1）中得到的端异氰酸酯基聚氨酯预聚物与双-（3-甲氧基硅丙基）胺按1：1的摩尔比进行反应，搅拌反应5h，再在100℃下，真空脱除气泡，即得硅烷封端聚氨酯预聚合物，流平性≥5min，粘度55s。
实施例3
一种硅烷封端聚氨酯预聚合物的合成方法，步骤如下：
1）将聚丙二醇、1,4—丁二醇和乙酸丁酯置于反应容器中，通入氮气作为反应体系的保护气氛，匀速搅拌，待温度上升至50℃，再加入甲苯二异氰酸酯和二月桂酸二丁基锡，再升温至80℃，反应3h，得到端异氰酸酯基聚氨酯预聚物；
所述聚丙二醇、1,4—丁二醇、乙酸丁酯和甲苯二异氰酸酯的摩尔比为1：1：2：4。
所述二月桂酸二丁基锡的加入量占反应体系质量的0.4%。
2）在氮气的保护下，将步骤1）中得到的端异氰酸酯基聚氨酯预聚物与双-（3-甲氧基硅丙基）胺按1：1的摩尔比进行反应，搅拌反应4h，再在100℃下，真空脱除气泡，即得硅烷封端聚氨酯预聚合物，流平性≥5min，粘度50s。
本发明中的双-（3-甲氧基硅丙基）胺购自于杭州杰西卡化工有限公司。
实施例4
本实施例在实施例1的基础上：
所述的1,4—丁二醇和乙酸丁酯在反应前用直径为3mm的活性分子筛干燥备用。
所述聚丙二醇的分子量为2000-10000。
所述的聚丙二醇在反应前在真空干燥箱中于120℃下脱水脱气2.5h。
实施例5
本实施例在实施例1的基础上：
所述的1,4—丁二醇和乙酸丁酯在反应前用直径为4mm的活性分子筛干燥备用。
所述聚丙二醇的分子量为2000-10000。
所述的聚丙二醇在反应前在真空干燥箱中于120℃下脱水脱气2h。
实施例7
本实施例在实施例1的基础上：
所述的1,4—丁二醇和乙酸丁酯在反应前用直径为3mm的活性分子筛干燥备用。
所述聚丙二醇的分子量为2000-10000。
所述的聚丙二醇在反应前在真空干燥箱中于120℃下脱水脱气3h。
实施例8
本实施例在实施例1的基础上：
所述的1,4—丁二醇和乙酸丁酯在反应前用直径为4mm的活性分子筛干燥备用。
所述聚丙二醇的分子量为2000。
所述的聚丙二醇在反应前在真空干燥箱中于120℃下脱水脱气2.5h。

Claims (4)

1.一种硅烷封端聚氨酯预聚合物的合成方法，其特征在于：
步骤如下：
将聚丙二醇、1,4—丁二醇和乙酸丁酯置于反应容器中，通入氮气作为反应体系的保护气氛，匀速搅拌，待温度上升至50℃，再加入甲苯二异氰酸酯和二月桂酸二丁基锡，再升温至80℃，反应3h，得到端异氰酸酯基聚氨酯预聚物；
在氮气的保护下，将步骤1）中得到的端异氰酸酯基聚氨酯预聚物与双-（3-甲氧基硅丙基）胺按1：1的摩尔比进行反应，搅拌反应3-5h，再在100℃下，真空脱除气泡，即得硅烷封端聚氨酯预聚合物。
2.根据权利要求1所述的一种硅烷封端聚氨酯预聚合物的合成方法，其特征在于：所述的1,4 —丁二醇和乙酸丁酯在反应前用直径为3-5mm的活性分子筛干燥备用。
3.根据权利要求1所述的一种硅烷封端聚氨酯预聚合物的合成方法，其特征在于：所述聚丙二醇的分子量为2000-10000。
4.根据权利要求3所述的一种硅烷封端聚氨酯预聚合物的合成方法，其特征在于：所述的聚丙二醇在反应前在真空干燥箱中于120℃下脱水脱气2-3h。
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