CN115536802B - 一种水性聚乳酸改性有机硅聚氨酯及其制备方法和应用 - Google Patents

一种水性聚乳酸改性有机硅聚氨酯及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种水性聚乳酸改性有机硅聚氨酯及其制备方法和应用，所述水性聚乳酸改性有机硅聚氨酯的制备原料包括大分子多元醇、二异氰酸酯、亲水扩链剂、非质子溶剂、中和剂和水，所述大分子多元醇包括聚合物多元醇A、聚合物多元醇B和聚合物多元醇C；所述聚合物多元醇A为聚乳酸多元醇；所述聚合物多元醇B包括聚醚多元醇和/或聚酯多元醇；所述聚合物多元醇C为羟基聚硅氧烷；将聚乳酸多元醇、羟基聚硅氧烷和常规的聚合物多元醇B三者进行搭配与二异氰酸酯进行反应，使得到的水性聚乳酸改性有机硅聚氨酯具有较佳的韧性、较好的附着力、高温不发粘以及表面滑爽等优势，满足在涂料、皮革制品以及胶黏剂等领域的使用需求。

Description

一种水性聚乳酸改性有机硅聚氨酯及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于聚氨酯技术领域，具体涉及一种水性聚乳酸改性有机硅聚氨酯及其制备方法和应用。
背景技术
水性聚氨酯自上个世纪七十年代有产品问世以来直至今日已经得到了广泛应用，并展示出了良好的应用前景。由于水性聚氨酯不仅符合环保要求，而且可以节省资源和能源，因而越来越受到人们的关注。同时，由于水性聚氨酯粘度及流动性与聚合物的分子量无关，因而可将分子量调节到所希望的水平，所以应用领域十分广泛，目前已经广泛地应用在皮革加工、造纸、织物整理、织物涂层、胶粘剂、油田用化学品等领域。
有机硅改性聚氨酯是聚氨酯中重要的一大类，有机硅改性聚氨酯通常由有机硅多元醇与二异氰酸酯作为主要原料合成得到，有机硅材料具有许多比较独特的特点，如具有优异的耐低温性能，又具有非常优异的耐高温性，还具有出色的抗粘连，超级耐候、耐污，无毒环保等特点，可以使所述有机硅改性具有较佳的防粘性、柔韧性、耐寒性耐折性和耐热性等，这些独特的性能使其被广泛应用于各个领域中。目前，对于有机硅改性聚氨酯的研究和报道也有很多。CN102807833A公开了一种水性无机硅-有机硅-聚氨酯粘合剂及其制备方法，该粘合剂由水性胶A组分和固化剂B组分组成，其中，水性胶A组分由硅溶胶：55～90份；有机硅烷：12～20份；多羟基化合物：120～200份；多异氰酸酯：15～25份；乳化剂：3～5份；催化剂：0.5～1.2份；粉料：80～150份；去离子水：900～1200份合成得到，固化剂B组分选自二苯甲烷二异氰酸酯MDI、多亚甲基多苯基多异氰酸酯PAPI、六亚甲基二异氰酸酯HDI的一种或一种以上混合物，使用时将固化剂B组分和水性胶A组分按5～15:100的质量比混合均匀。通过该发明制备所得的粘合剂对木材具有较好的粘合强度和耐水性，而且制备工艺简单，成本低。聚硅氧烷链段的低表面能能提高聚氨酯的耐水性和耐污性。
但是，有机硅材料也具有一些性能上的不足，比如硬度偏低、附着力差，如用作涂覆材料的重涂性差，与其他有机材料的相容性差的特点限制了其在某些领域中的应用，另外，有机硅改性聚氨酯的原材料大多来源于日益枯竭的石油资源，发展可再生资源替代石油资源合成聚氨酯成为了实现可持续发展的一个重要方向。
为解决上述技术问题，急需开发一种附着力佳、韧性佳、热稳定性佳的水性聚乳酸改性有机硅聚氨酯。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种水性聚乳酸改性有机硅聚氨酯及其制备方法和应用，所述水性聚乳酸改性有机硅聚氨酯将聚乳酸链段、聚硅氧烷链段和常规聚醚多元醇和/或聚酯多元醇形成的链段相结合，成功使制备得到的聚氨酯兼具较佳的韧性、耐水性和优异的附着力，还具有高温不发粘、表面滑爽和可降解性等特点，适合在涂料、皮革以及粘结剂等多个领域中使用。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供一种水性聚乳酸改性有机硅聚氨酯，所述水性聚乳酸改性有机硅聚氨酯的制备原料包括大分子多元醇、二异氰酸酯、亲水扩链剂、非质子溶剂、中和剂和水的组合；
所述大分子多元醇包括聚合物多元醇A、聚合物多元醇B和聚合物多元醇C的组合；
所述聚合物多元醇A为聚乳酸多元醇；
所述聚合物多元醇B包括聚醚多元醇和/或聚酯多元醇；
所述聚合物多元醇C为羟基聚硅氧烷。
本发明提供的水性聚乳酸改性有机硅聚氨酯的制备原料包括大分子多元醇、二异氰酸酯、亲水扩链剂、非质子溶剂、中和剂和水的组合，所述大分子多元醇包括聚合物多元醇A、聚合物多元醇B和聚合物多元醇C的组合，且限定所述聚合物多元醇A为聚乳酸多元醇，所述聚合物多元醇B包括聚醚多元醇和/或聚酯多元醇，以及所述聚合物多元醇C为羟基聚硅氧烷。
首先，通过在制备原料中引入聚乳酸多元醇，在聚氨酯中引入聚乳酸链段作为部分软段，成功提高了最终得到的水性聚乳酸改性有机硅聚氨酯的附着力，还使得其具有可再生性和可降解性；其次，采用聚乳酸多元醇和羟基聚硅氧烷相搭配，将聚乳酸链段和聚硅烷链段结合，成功赋予聚氨酯较佳的韧性、较好的附着力、高温不发粘以及表面滑爽等性能，既改善了聚乳酸链段引起的脆性大、韧性不佳的问题，也改善了聚硅烷链段引起的附着力不佳的问题；最后，还引入常规的聚合物多元醇B，可以进一步对最终得到的水性聚乳酸改性有机硅聚氨酯起到补强，使其综合性能更为优异。
优选地，所述聚乳酸改性有机硅聚氨酯的制备原料按照重量份包括如下组分：大分子多元醇20～60重量份、二异氰酸酯10～60重量份、亲水扩链剂1～20重量份、非质子溶剂20～100重量份、中和剂2～10份和水150～300重量份。
其中，所述大分子多元醇可以为25重量份、30重量份、35重量份、40重量份、45重量份、50重量份或55重量份等。
所述二异氰酸酯可以为15重量份、20重量份、25重量份、30重量份、35重量份、40重量份、45重量份、50重量份或55重量份等。
所述亲水扩链剂可以为2重量份、4重量份、6重量份、8重量份、10重量份、12重量份、14重量份、16重量份或18重量份等。
所述非质子溶剂可以为30重量份、40重量份、50重量份、60重量份、70重量份、80重量份或90重量份等。
所述中和剂可以为3重量份、4重量份、5重量份、6重量份、7重量份、8重量份或9重量份等。
所述水可以为170重量份、190重量份、210重量份、230重量份、250重量份、270重量份或290重量份等。
优选地，所述水性聚乳酸改性有机硅聚氨酯的固含量为20～60％，例如25％、30％、35％、40％、45％、50％或55％等。
优选地，所述聚乳酸多元醇和聚合物多元醇B的质量比为1:(0.17～11)，例如1:0.5、1:1、1:2、1:3、1:4、1:5、1:6、1:7、1:8或1:9等，进一步优选为1:(0.33～7)。。
优选地，所述聚乳酸多元醇和羟基聚硅氧烷的质量比为1:(0.08～5)，例如1:0.1、1:0.5、1:1、1:1.5、1:2、1:2.5、1:3、1:3.5、1:4或1:4.5等，进一步优选为1:(0.1～1.6)。
作为本发明的优选技术方案，限定所述聚乳酸多元醇B、聚合物多元醇B和羟基聚硅氧烷的质量比为1:(0.17～11):(0.08～5)，可以使最终得到的水性聚乳酸改性有机硅聚氨酯综合性能最优异；第一方面，如果其中聚乳酸多元醇的占比超出上述限定的范围，则会导致得到的水性聚乳酸改性有机硅聚氨酯的柔韧性、耐热性以及耐水解性能下降；第二方面，如果聚乳酸多元醇的占比低于上述限定的范围，则会导致得到的水性聚乳酸改性有机硅聚氨酯的耐磨性、附着力较差；第三方面，如果羟基聚硅氧烷的添加量超过上述限定的范围，则会导致得到的水性聚乳酸有机硅聚氨酯的机械性能和稳定性下降；第四方面，如果羟基聚硅氧烷的添加量低于上述限定的范围，则会导致最终得到的水性聚乳酸有机硅聚氨酯的柔韧性、耐热性和耐水解性能下降。综上，只有将三者限定在上述质量比的范围内，才能够得到兼具优异机械性能、耐热性、耐水解性优异，且附着力和柔韧性较高的水性聚乳酸改性有机硅聚氨酯。
优选地，所述聚乳酸多元醇的分子量为500～4000g/mol，例如1000g/mol、1500g/mol、2000g/mol、2500g/mol、3000g/mol或3500g/mol等。
优选地，本发明所述聚乳酸多元醇具有如下所示结构：
Figure BDA0003919315550000051
优选地，所述羟基聚硅氧烷的分子量为1000～4000g/mol，例如1500g/mol、2000g/mol、2500g/mol、3000g/mol或3500g/mol等。
优选地，所述羟基聚硅氧烷选自silok8802、silok8807、silok8812、silok8813、silok8814、silok8824、silok8822F1、silok8822F2、silok8832F1或silok8832F2中的任意一种或至少两种的组合。
优选地，所述聚合物多元醇B为聚醚多元醇。
优选地，所述聚醚多元醇包括聚氧化丙烯二醇、聚氧化丙烯三醇或聚四氢呋喃二醇中的任意一种或至少两种的组合。
优选地，所述聚酯多元醇包括聚己二酸乙二醇酯二醇、聚己二酸-1,4-丁二醇酯二醇、聚己二酸丙二醇酯二醇、聚己二酸新戊二醇酯二醇、聚己二酸新戊二醇-1,6-己二醇酯二醇、聚碳酸-1,6-己二醇酯二醇、聚己二酸己二醇酯二醇、聚碳酸酯多元醇或聚己内酯多元醇中的任意一种或至少两种的组合。
优选地，所述二异氰酸酯包括甲苯二异氰酸酯、4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、4,4’-二环己基甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯或异佛尔酮二异氰酸酯中的任意一种或至少两种的组合。
优选地，所述中和剂包括三乙胺、乙酸或二甲基乙醇胺中的任意一种或至少两种的组合。
优选地，所述水性聚乳酸改性有机硅聚氨酯的固体制备原料中中和剂的质量百分含量为0.1～10％，例如1％、2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％或9％等，进一步优选为0.3～3％。
优选地，所述非质子溶剂包括丙酮、N-甲基吡咯烷酮、丁酮、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基-2-吡咯烷酮或乙酸乙酯中的任意一种或至少两种的组合。
优选地，所述亲水扩链剂包括二羟甲基丙酸、二羟甲基丁酸、N-甲基二乙醇胺、三乙醇胺或聚乙二醇或二羟基半酯中的任意一种或至少两种的组合。
优选地，所述水性聚乳酸改性有机硅聚氨酯的固体制备原料中亲水扩链剂的质量百分含量为3～8％，例如4％、5％、6％或7％等。
优选地，所述水性聚乳酸改性有机硅聚氨酯的制备原料还包括非亲水扩链剂、交联剂或催化剂中的任意一种或至少两种的组合。
优选地，所述水性聚乳酸改性有机硅聚氨酯的固体制备原料中非亲水扩链剂的含量为0～15重量份且不等于0，例如2重量份、4重量份、6重量份、8重量份、10重量份、12重量份或14重量份等，进一步优选为0.5～5重量份。
优选地，所述非亲水扩链剂包括小分子二元醇和/或小分子二元胺。
优选地，所述非亲水性扩链剂包括乙二醇、一缩二乙二醇、一缩二丙二醇、丙二醇、1,4-丁二醇、癸二醇、1,6-己二醇或新戊二醇中的任意一种或至少两种的组合。
优选地，所述水性聚乳酸改性有机硅聚氨酯的固体制备原料中交联剂的含量为0～10重量份且不等于0，例如1重量份、2重量份、3重量份、4重量份、5重量份、6重量份、7重量份、8重量份或9重量份等，进一步优选为0.1～4重量份。
优选地，所述交联剂包括官能度大于2(例如3、4、5、6、7或8等)的小分子多元醇。
优选地，所述官能度大于2的小分子多元醇包括三羟甲基丙烷、甘油、季戊四醇或三乙醇胺中的任意一种或至少两种的组合。
优选地，所述水性聚乳酸改性有机硅聚氨酯的固体制备原料中催化剂的含量为0～0.5重量份且不等于0，例如0.05重量份、0.1重量份、0.15重量份、0.2重量份、0.25重量份、0.3重量份、0.35重量份、0.4重量份或0.45重量份等。
优选地，所述催化剂包括有机铋催化剂和/或有机锡催化剂。
优选地，所述有机锡催化剂可以为二月桂酸二丁基锡和/或辛酸亚锡。
需要说明的是，为了使得最终得到的水性聚乳酸改性有机硅聚氨酯具有优异的抗氧化性，还可以在制备原料中添加抗氧化剂。
第二方面，本发明提供一种如第一方面所述水性聚乳酸改性有机硅聚氨酯的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
(1)将聚合物多元醇A、聚合物多元醇C、聚合物多元醇B和二异氰酸酯在非质子溶剂中进行反应，得到聚乳酸改性有机硅聚氨酯预聚体A；
(2)将步骤(1)得到的聚乳酸改性有机硅聚氨酯预聚体A、亲水性扩链剂、任选地非亲水性扩链剂、任选地交联剂和任选地催化剂在非质子溶剂中反应，得到聚乳酸改性有机硅聚氨酯预聚体B；
(3)利用中和剂中和步骤(2)得到的聚乳酸改性有机硅聚氨酯预聚体B，加入水进行乳化，得到所述水性聚乳酸改性有机硅聚氨酯。
优选地，步骤(1)所述反应的温度为70～90℃，例如72℃、74℃、76℃、78℃、80℃、82℃、84℃、86℃或88℃等。
优选地，步骤(1)所述反应的时间为2～6h，例如2.5h、3h、3.5h、4h、4.5h、5h或5.5h等。
优选地，步骤(2)所述反应的温度为50～80℃，例如52℃、54℃、56℃、58℃、60℃、63℃、68℃、70℃、74℃或78℃等。
优选地，步骤(2)所述反应的时间为2～8h，例如2.5h、3h、3.5h、4h、4.5h、5.5h、6h、6.5h、7h或7.5h等。
第三方面，本发明提供一种如第一方面所述的水性聚乳酸改性有机硅聚氨酯在涂料、合成革、胶黏剂、涂饰剂或油墨中的应用。
相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明提供的水性聚乳酸改性有机硅聚氨酯的制备原料包括大分子多元醇、二异氰酸酯、亲水扩链剂、非质子溶剂、中和剂和水的组合，所述大分子多元醇包括聚合物多元醇A、聚合物多元醇B和聚合物多元醇C的组合，且限定所述聚合物多元醇A为聚乳酸多元醇，所述聚合物多元醇B包括聚醚多元醇和/或聚酯多元醇，以及所述聚合物多元醇C为羟基聚硅氧烷；通过限定所述聚合物多元醇A为聚乳酸多元醇，将聚乳酸多元醇、羟基聚硅氧烷和常规的聚合物多元醇B三者进行搭配与二异氰酸酯进行反应，使得到的水性聚乳酸改性有机硅聚氨酯具有较佳的韧性、较好的附着力、高温不发粘以及表面滑爽等优势，满足在涂料、皮革制品以及胶黏剂等领域的使用需求。
(2)具体而言，本发明提供的水性聚乳酸改性有机硅聚氨酯的拉伸强度为25.9～28.9Mpa，吸水率为2.0～4.9％，断裂伸长率为347～378％，热稳定性均可达到1级，附着力可以为0～1级。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
实施例1
一种水性聚乳酸改性有机硅聚氨酯，其制备原料按照重量份包括如下组分：
Figure BDA0003919315550000091
上述制备原料中，总NCO与总OH之间的摩尔比为1.1:1；
本实施例提供的水性聚乳酸改性有机硅聚氨酯的制备方法包括如下步骤：
(1)将在110℃真空脱水2h后得到的聚乳酸多元醇(丰原生物，PLA2000)、羟基聚硅氧烷(silok8807，分子量为2000)和聚氧化丙烯二醇(陶氏，PPG1000)加入到丙酮中，在50℃下充分搅拌后，加入甲苯二异氰酸酯，升温至80℃反应4h，得到聚乳酸改性有机硅聚氨酯预聚体A；
(2)将步骤(1)得到的聚乳酸改性有机硅聚氨酯预聚体A、二羟甲基丙酸、乙二醇、三羟甲基丙烷和有机铋催化剂(BICAT 8106)在丙酮混合，升温至60℃反应6h，降温至20℃，出料得到聚乳酸改性有机硅聚氨酯预聚体B；
(3)将步骤(2)得到的聚乳酸改性有机硅聚氨酯预聚体B倒入乳化桶中，在3000r/min的转速下，加入三乙胺中和后，加入水进行乳化，得到所述水性聚乳酸改性有机硅聚氨酯。
实施例2
一种水性聚乳酸改性有机硅聚氨酯，其制备原料按照重量份包括如下组分：
Figure BDA0003919315550000101
上述制备原料中，总NCO与总OH之间的摩尔比为1.1:1；
本实施例提供的水性聚乳酸改性有机硅聚氨酯的制备方法包括如下步骤：
(1)将在110℃真空脱水2h后得到的聚乳酸多元醇(丰原生物，PLA2000)、羟基聚硅氧烷(silok8807)、聚氧化丙烯二醇(陶氏，PPG1000)加入到丁酮中，在50℃下充分搅拌后，加入甲苯二异氰酸酯，升温至70℃反应6h，得到聚乳酸改性有机硅聚氨酯预聚体A；
(2)将步骤(1)得到的聚乳酸改性有机硅聚氨酯预聚体A、二羟甲基丙酸、乙二醇、三羟甲基丙烷和有机铋催化剂(
Figure BDA0003919315550000112
8108)在丙酮混合，升温至70℃反应8h，得到聚乳酸改性有机硅聚氨酯预聚体B；
(3)利用三乙胺将步骤(2)得到的聚乳酸改性有机硅聚氨酯预聚体B中和，加入水进行乳化，得到所述水性聚乳酸改性有机硅聚氨酯。
实施例3
一种水性聚乳酸改性有机硅聚氨酯，其制备原料按照重量份包括如下组分：
Figure BDA0003919315550000111
上述制备原料中，总NCO与总OH之间的摩尔比为1.1:1；
本实施例提供的水性聚乳酸改性有机硅聚氨酯的制备方法包括如下步骤：
(1)将在110℃真空脱水2h后得到的聚乳酸多元醇(丰原生物，PLA2000)、羟基聚硅氧烷(silok8807)和聚氧化丙烯二醇(陶氏，PPG1000)加入到N,N-二甲基甲酰胺中，在50℃下充分搅拌后，加入甲苯二异氰酸酯，升温至90℃反应2h，得到聚乳酸改性有机硅聚氨酯预聚体A；
(2)将步骤(1)得到的聚乳酸改性有机硅聚氨酯预聚体A、二羟甲基丙酸、乙二醇、三羟甲基丙烷和有机铋催化剂(DY-20)在N,N-二甲基甲酰胺混合，升温至65℃反应2h，得到聚乳酸改性有机硅聚氨酯预聚体B；
(3)利用三乙胺将步骤(2)得到的聚乳酸改性有机硅聚氨酯预聚体B中和，加入水进行乳化，得到所述水性聚乳酸改性有机硅聚氨酯。
实施例4
一种水性聚乳酸改性有机硅聚氨酯，其制备原料按照重量份包括如下组分：
Figure BDA0003919315550000121
上述制备原料中，总NCO与总OH之间的摩尔比为1.05:1；
本实施例提供的水性聚乳酸改性有机硅聚氨酯的制备方法包括如下步骤：
(1)将在110℃真空脱水2h后得到的聚乳酸多元醇(丰原生物，PLA1000)、羟基聚硅氧烷(silok8812F2)和聚氧化丙烯二醇(陶氏，PPG2000)加入到乙酸乙酯中，在50℃下充分搅拌后，加入甲苯二异氰酸酯，升温至90℃反应2h，得到聚乳酸改性有机硅聚氨酯预聚体A；
(2)将步骤(1)得到的聚乳酸改性有机硅聚氨酯预聚体A、二羟甲基丙酸、乙二醇、三羟甲基丙烷和二月桂酸二丁基锡在乙酸乙酯混合，升温至60℃反应2h，得到聚乳酸改性有机硅聚氨酯预聚体B；
(3)利用三乙胺将步骤(2)得到的聚乳酸改性有机硅聚氨酯预聚体B中和，加入水进行乳化，得到所述水性聚乳酸改性有机硅聚氨酯。
实施例5
一种水性聚乳酸改性有机硅聚氨酯，其与实施例1的区别仅在于，聚乳酸多元醇的添加量为35重量份，聚氧化丙烯二醇的添加量为6重量份，其他组分、用量和制备方法均与实施例1相同。
实施例6
一种水性聚乳酸改性有机硅聚氨酯，其与实施例1的区别仅在于，聚乳酸多元醇的添加量为2.5重量份，聚氧化丙烯二醇的添加量为27.5重量份，其他组分、用量和制备方法均与实施例1相同。
实施例7
一种水性聚乳酸改性有机硅聚氨酯，其与实施例1的区别仅在于，羟基聚硅氧烷的添加量为2重量份，聚乳酸多元醇的添加量为25重量份，其他组分、用量和制备方法均与实施例1相同。
实施例8
一种水性聚乳酸改性有机硅聚氨酯，其与实施例1的区别仅在于，羟基聚硅氧烷的添加量为15重量份，聚乳酸多元醇的添加量为3重量份，其他组分、用量和制备方法均与实施例1相同。
实施例9
一种水性聚乳酸改性有机硅聚氨酯，其与实施例1的区别仅在于，采用聚己二酸丁二醇酯二醇(华峰，PE3010)替换聚氧化丙烯二元醇，其他组分、用量和制备方法均与实施例1相同。
实施例10
一种水性聚乳酸改性有机硅聚氨酯，其制备原料按照重量份包括如下组分：
Figure BDA0003919315550000141
上述原料中，总NCO与总OH之间的摩尔比为1.12:1
本实施例提供的水性聚乳酸改性有机硅聚氨酯的制备方法包括如下步骤：
(1)将在110℃真空脱水2h后得到的经真空脱水处理后的聚乳酸多元醇(丰原生物，PLA1000)、羟基聚硅氧烷(silok8802F)和聚四氢呋喃二醇(巴斯夫，PTMEG1000)加入到、N-甲基吡咯烷酮中，在50℃下充分搅拌后，加入IPDI，升温至90℃反应2h，得到聚乳酸改性有机硅聚氨酯预聚体A；
(2)将步骤(1)得到的聚乳酸改性有机硅聚氨酯预聚体A、二羟甲基丁酸、丙二醇、季戊四醇和二月桂酸二丁基锡在、N-甲基吡咯烷酮混合，升温至75℃反应2h，得到聚乳酸改性有机硅聚氨酯预聚体B。
实施例11
一种水性聚乳酸改性有机硅聚氨酯，其制备原料按照重量份包括如下组分：
Figure BDA0003919315550000151
上述原料中，总NCO与总OH之间的摩尔比为1.2：1
本实施例提供的水性聚乳酸改性有机硅聚氨酯的制备方法包括如下步骤：
(1)将在110℃真空脱水2h后得到的经真空脱水处理后的聚乳酸多元醇(丰原生物，PLA3000)、羟基聚硅氧烷(silok8812F2)、聚氧化乙烯二醇(陶氏，PEG2000)、聚氧化乙烯三醇(PPG3050，山东蓝星东大化工)加入到丙酮中，在50℃下充分搅拌后，加入MDI，升温至70℃反应6h，得到聚乳酸改性有机硅聚氨酯预聚体A；
(2)将聚乙二醇单甲醚(MPGE-800，上海台界)和20份丁酮加入至步骤(1)得到的聚乳酸改性有机硅聚氨酯预聚体A在70℃下，反应1h，接着加入N-甲基二乙醇胺、丁二醇、三羟甲基丙烷和辛酸亚锡在丁酮混合，在50℃反应8h，得到聚乳酸改性有机硅聚氨酯预聚体B；
(3)利用乙酸将步骤(2)得到的聚乳酸改性有机硅聚氨酯预聚体B中和，加入水进行乳化，得到所述水性聚乳酸改性有机硅聚氨酯。
实施例12
一种水性聚乳酸改性有机硅聚氨酯，其制备原料按照重量份包括如下组分：
Figure BDA0003919315550000161
Figure BDA0003919315550000171
上述制备原料中，总NCO与总OH之间的摩尔比为1.09:1
本实施例提供的水性聚乳酸改性有机硅聚氨酯的制备方法包括如下步骤：
(1)将在110℃真空脱水2h后得到的聚乳酸多元醇(丰原生物，PLA1000)、羟基聚硅氧烷(silok8822F2)和聚氧化丙烯二醇(陶氏，PPG3000)加入到丙酮中，在50℃下充分搅拌后，加入HDI，升温至80℃反应3h，得到聚乳酸改性有机硅聚氨酯预聚体A；
(2)将步骤(1)得到的聚乳酸改性有机硅聚氨酯预聚体A、二羟甲基丁酸、新戊二醇、甘油和二月桂酸二丁基锡在丙酮中混合均匀后，升温至70℃反应3h，得到聚乳酸改性有机硅聚氨酯预聚体B；
(3)利用三乙胺将步骤(2)得到的聚乳酸改性有机硅聚氨酯预聚体B中和，加入水进行乳化，除去非质子溶剂，得到所述水性聚乳酸改性有机硅聚氨酯。
实施例13
一种水性聚乳酸改性有机硅聚氨酯，其与实施例1的区别仅在于，聚乳酸多元醇的添加量为39重量份，羟基聚硅氧烷的添加量为1份，其他组分、用量和制备方法均与实施例1相同。
实施例14
一种水性聚乳酸改性有机硅聚氨酯，其与实施例1的区别仅在于，聚乳酸多元醇的添加量为3.3重量份，羟基聚硅氧烷的添加量为20份，其他组分、用量和制备方法均与实施例1相同。
对比例1
一种水性聚乳酸改性聚氨酯，其与实施例1的区别在于，不添加羟基聚硅氧烷，其他原料、用量和制备方法均与实施例1相同。
对比例2
一种水性聚氨酯，其与实施例1的区别在于，不添加聚乳酸多元醇，其他原料、用量和制备方法均与实施例1相同。
性能测试：
1、将制得的水性聚乳酸改性有机硅聚氨酯在玻璃的模具内流延成膜，膜厚约2mm，干燥后，测试以下性能；
(1)力学性能：按照ISO1184-1983《塑料薄膜拉伸性能的测定》提供的测试方法进行测试拉伸强度和断裂伸长率；
(2)吸水率：将水性聚乳酸改性有机硅聚氨酯的干膜称量吸水前的重量m0，然后放入去离子水中，24h后，将该干膜去除，擦干表面的水后，称量吸水后的重量m1，按照吸水率＝吸水后的质量(m1)-吸水前的重量(m0)/吸水前的重量(m0)×100％；
2、以PVC为测试基材，将上述水性聚乳酸改性有机硅聚氨酯涂覆于PVC测试板上，待涂层完全干燥后，进行下面的测试；
(1)附着力：按照GB/T 9286-1998中所述的测试方法测定附着力，其中0级为最佳，5级为最差。
(2)热稳定性测试：将空烧杯平放于涂层上后，将100℃的水倒入烧杯中，放置10min后，取走烧杯，观察烧杯与涂层之间是否有粘连现象，或者漆膜上是否有凹痕，并以按照粘连程度或凹痕的情况分为1～5级，其中1级为最佳，无粘连和凹痕；5级为最差，有明显粘连或严重凹痕。
按照上述测试方法对实施例1～14和对比例1～2得到的水性聚乳酸改性有机硅聚氨酯进行测试，测试结果如表1所示：
表1
Figure BDA0003919315550000191
根据表1数据可以看出：
本发明得到的水性聚乳酸改性有机硅聚氨酯具有优异的力学性能和热稳定性能，还具有较高的基材附着力；且通过限定其中羟基聚硅氧烷和聚乳酸多元醇的比例可以得到综合性能更为优异的水性聚乳酸改性有机硅聚氨酯。
具体而言，实施例1～12得到的水性聚乳酸改性有机硅聚氨酯的拉伸强度为25.9～28.9Mpa，吸水率为2.0～4.9％，断裂伸长率为347～378％，热稳定性均可达到1级，附着力可以为0～1级。
比较实施例1和对比例1～2的数据可以看出，不添加羟基聚硅氧烷(对比例1)得到的聚氨酯的吸水率过高，且热稳定性较差；而不添加聚乳酸多元醇(对比例2)得到的聚氨酯的力学性能较差，同时附着力较差。
再进一步比较实施例1和实施例13～14的数据还可以看出羟基聚硅氧烷和聚乳酸多元醇的添加量不在本发明限定的优选范围内也会影响最终得到的水性聚乳酸改性有机硅聚氨酯的综合性能。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明一种水性聚乳酸改性有机硅聚氨酯及其制备方法和应用，但本发明并不局限于上述实施例，即不意味着本发明必须依赖上述实施例才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (30)

1.一种水性聚乳酸改性有机硅聚氨酯，其特征在于，所述水性聚乳酸改性有机硅聚氨酯的制备原料包括大分子多元醇20~60重量份、二异氰酸酯10~60重量份、亲水扩链剂1~20重量份、非质子溶剂20~100重量份、中和剂2~10重量份和水150~300重量份的组合；
所述大分子多元醇包括聚合物多元醇A、聚合物多元醇B和聚合物多元醇C的组合；
所述聚合物多元醇A为聚乳酸多元醇；
所述聚合物多元醇B包括聚醚多元醇和/或聚酯多元醇；
所述聚合物多元醇C为羟基聚硅氧烷；
所述聚乳酸多元醇和聚合物多元醇B的质量比为1:(0.33~7)；
所述聚乳酸多元醇和羟基聚硅氧烷的质量比为1:(0.1~1.6)。
2.根据权利要求1所述的水性聚乳酸改性有机硅聚氨酯，其特征在于，所述聚乳酸多元醇的分子量为500~4000 g/mol。
3.根据权利要求1所述的水性聚乳酸改性有机硅聚氨酯，其特征在于，所述羟基聚硅氧烷的分子量为1000~4000 g/mol。
4.根据权利要求1所述的水性聚乳酸改性有机硅聚氨酯，其特征在于，所述聚合物多元醇B为聚醚多元醇。
5.根据权利要求1所述的水性聚乳酸改性有机硅聚氨酯，其特征在于，所述聚醚多元醇包括聚氧化丙烯二醇、聚氧化丙烯三醇或聚四氢呋喃二醇中的任意一种或至少两种的组合。
6.根据权利要求1所述的水性聚乳酸改性有机硅聚氨酯，其特征在于，所述聚酯多元醇包括聚己二酸乙二醇酯二醇、聚己二酸-1,4-丁二醇酯二醇、聚己二酸丙二醇酯二醇、聚己二酸新戊二醇酯二醇、聚己二酸新戊二醇-1,6-己二醇酯二醇、聚碳酸-1,6-己二醇酯二醇、聚己二酸己二醇酯二醇、聚碳酸酯多元醇或聚己内酯多元醇中的任意一种或至少两种的组合。
7.根据权利要求1所述的水性聚乳酸改性有机硅聚氨酯，其特征在于，所述二异氰酸酯包括甲苯二异氰酸酯、4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、4,4’-二环己基甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯或异佛尔酮二异氰酸酯中的任意一种或至少两种的组合。
8.根据权利要求1所述的水性聚乳酸改性有机硅聚氨酯，其特征在于，所述中和剂包括三乙胺、乙酸或二甲基乙醇胺中的任意一种或至少两种的组合。
9.根据权利要求1所述的水性聚乳酸改性有机硅聚氨酯，其特征在于，所述水性聚乳酸改性有机硅聚氨酯的制备原料中中和剂的质量百分含量为0.1~10%。
10.根据权利要求9所述的水性聚乳酸改性有机硅聚氨酯，其特征在于，所述水性聚乳酸改性有机硅聚氨酯的制备原料中中和剂的质量百分含量为0.3~3%。
11.根据权利要求1所述的水性聚乳酸改性有机硅聚氨酯，其特征在于，所述非质子溶剂包括丙酮、N-甲基吡咯烷酮、丁酮、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基-2-吡咯烷酮或乙酸乙酯中的任意一种或至少两种的组合。
12.根据权利要求1所述的水性聚乳酸改性有机硅聚氨酯，其特征在于，所述亲水扩链剂包括二羟甲基丙酸、二羟甲基丁酸、N-甲基二乙醇胺、三乙醇胺、聚乙二醇或二羟基半酯中的任意一种或至少两种的组合。
13.根据权利要求1所述的水性聚乳酸改性有机硅聚氨酯，其特征在于，所述水性聚乳酸改性有机硅聚氨酯的制备原料中亲水扩链剂的质量百分含量为3~8%。
14.根据权利要求1所述的水性聚乳酸改性有机硅聚氨酯，其特征在于，所述水性聚乳酸改性有机硅聚氨酯的制备原料还包括非亲水扩链剂、交联剂或催化剂中的任意一种或至少两种的组合。
15.根据权利要求14所述的水性聚乳酸改性有机硅聚氨酯，其特征在于，所述水性聚乳酸改性有机硅聚氨酯的制备原料中非亲水扩链剂的含量为0~15重量份且不等于0。
16.根据权利要求15所述的水性聚乳酸改性有机硅聚氨酯，其特征在于，所述水性聚乳酸改性有机硅聚氨酯的制备原料中非亲水扩链剂的含量为0.5~5重量份。
17.根据权利要求14所述的水性聚乳酸改性有机硅聚氨酯，其特征在于，所述非亲水扩链剂包括小分子二元醇和/或小分子二元胺。
18.根据权利要求17所述的水性聚乳酸改性有机硅聚氨酯，其特征在于，所述非亲水扩链剂包括乙二醇、一缩二乙二醇、一缩二丙二醇、丙二醇、1,4-丁二醇、癸二醇、1,6-己二醇或新戊二醇中的任意一种或至少两种的组合。
19.根据权利要求14所述的水性聚乳酸改性有机硅聚氨酯，其特征在于，所述水性聚乳酸改性有机硅聚氨酯的固体制备原料中交联剂的含量为0~10重量份且不等于0。
20.根据权利要求19所述的水性聚乳酸改性有机硅聚氨酯，其特征在于，所述水性聚乳酸改性有机硅聚氨酯的固体制备原料中交联剂的含量为0.1~4重量份。
21.根据权利要求14所述的水性聚乳酸改性有机硅聚氨酯，其特征在于，所述交联剂包括官能度大于2的小分子多元醇。
22.根据权利要求21所述的水性聚乳酸改性有机硅聚氨酯，其特征在于，所述官能度大于2的小分子多元醇包括三羟甲基丙烷、甘油、季戊四醇或三乙醇胺中的任意一种或至少两种的组合。
23.根据权利要求14所述的水性聚乳酸改性有机硅聚氨酯，其特征在于，所述水性聚乳酸改性有机硅聚氨酯的固体制备原料中催化剂的含量为0~0.5重量份且不等于0。
24.根据权利要求14所述的水性聚乳酸改性有机硅聚氨酯，其特征在于，所述催化剂包括有机铋催化剂和/或有机锡催化剂。
25.根据权利要求1~24任一项所述水性聚乳酸改性有机硅聚氨酯的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
（1）将聚合物多元醇A、聚合物多元醇B、聚合物多元醇C和二异氰酸酯在非质子溶剂中进行反应，得到聚乳酸改性有机硅聚氨酯预聚体A；
（2）将步骤（1）得到的聚乳酸改性有机硅聚氨酯预聚体A、亲水性扩链剂、任选地非亲水性扩链剂、任选地交联剂和任选地催化剂在非质子溶剂中反应，得到聚乳酸改性有机硅聚氨酯预聚体B；
（3）用中和剂中和步骤（2）得到的聚乳酸改性有机硅聚氨酯预聚体B后，加入水进行乳化，得到所述水性聚乳酸改性有机硅聚氨酯。
26.根据权利要求25所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）所述反应的温度为70~90℃。
27.根据权利要求25所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）所述反应的时间为2~6 h。
28.根据权利要求25所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）所述反应的温度为50~80℃。
29.根据权利要求25所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）所述反应的时间为2~8 h。
30.一种如权利要求1~24任一项所述的水性聚乳酸改性有机硅聚氨酯在涂料、合成革、胶黏剂、涂饰剂或油墨中的应用。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN118221899A (zh) * 2024-04-12 2024-06-21 台州禾欣高分子新材料有限公司 一种合成革用聚氨酯树脂及其制备方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018001654A1 (en) * 2016-06-30 2018-01-04 Henkel Ag & Co. Kgaa Waterborne hybrid polyurethane/polysiloxane dispersions

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101274977B (zh) * 2007-03-29 2011-05-25 周建明 一种固化剂1,6-己二异氰酸酯预聚物及其制备方法
CN101186798B (zh) * 2007-11-08 2012-03-28 江阴市诺科科技有限公司 汽车、鞋用水性聚氨酯硅氧烷透气涂层胶的制备方法
CN102171270A (zh) * 2008-09-02 2011-08-31 Ppg工业俄亥俄公司 包含丙交酯的涂料组合物和涂层
CN102977757B (zh) * 2012-12-04 2015-07-01 四川大学 一种含有防污因子的水性聚氨酯皮革涂饰剂及其制备方法
WO2017142008A1 (ja) * 2016-02-19 2017-08-24 三井化学株式会社 二液硬化型無溶剤系ラミネート用接着剤および樹脂硬化物
CN107880248A (zh) * 2017-11-21 2018-04-06 鹤山市河本聚脂化工有限公司 一种室温自交联改性水性聚氨酯树脂及其制备方法
JP2022531822A (ja) * 2019-03-05 2022-07-12 ダウ グローバル テクノロジーズ エルエルシー 水性ポリウレタン分散液およびそれを調製するための方法
EP3822297A1 (de) * 2019-11-15 2021-05-19 Covestro Deutschland AG Polysiloxan-funktionalisierte polyurethane zur steigerung der hydrophobie von oberflächen

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018001654A1 (en) * 2016-06-30 2018-01-04 Henkel Ag & Co. Kgaa Waterborne hybrid polyurethane/polysiloxane dispersions

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