[发明专利]有机硅聚醚多元醇及其制备方法、以及制备聚氨酯弹性体的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种有机硅聚醚多元醇及其制备方法、以及制备聚氨酯弹性体的方法，属于新材料技术领域。

背景技术

聚氨酯弹性体是一种性能介于橡胶与塑料之间的弹性材料，既具有橡胶的高弹性，又具有塑料的高强度，它的耐磨性能、耐油性、耐冲击、耐低温、耐化学腐蚀性能突出，被誉为第六大塑料，应用领域十分广泛，几乎遍及工业、农业、医疗、国防等各个方面。但是采用现有技术方法制备的聚氨酯弹性体耐热性、耐水解性较差，吸水率较高，从而限制了其在工程技术领域的进一步应用。

为了克服上述问题，研究者逐渐将注意力转移至有机硅改性聚氨酯弹性体。由于有机硅聚合物具有优异的介电性、柔韧性、低玻璃化转变温度，耐高低温、耐氧化、耐紫外线，低表面能和好的疏水性、透气性及生物相容性，并且在较宽温度范围内变化时其性能仅有很小的改变，因此有机硅改性聚氨酯弹性体应当能够综合两种材料的优点：在保持聚氨酯弹性体优异的力学性能的基础上，使其临界表面张力下降，提高其表面疏水性能，改善基体聚合物与血液的相容性，这样就能拓展其在医用材料、涂料、粘胶剂等方面的应用。

目前，与有机硅改性聚氨酯弹性体有关的专利如下：

申请号为87101388.6的中国发明专利申请公开了一种聚氨酯聚硅氧烷线型嵌段共聚物的制备方法，该方法将端羟基聚硅氧烷片段线性嵌入聚氨酯主链上，从而得到性能优良的共聚物，可用于生物医学工程。但是，该制备方法还存在以下问题：反应体系粘度过大，易产生自动加速现象，且聚合反应热量难以导出，易局部过热，导致反应不均匀，使产物分子量分布变宽，产品质量不稳定。

专利号为03126957.5的中国发明专利公开了一种氨基硅油改性聚氨酯的制备方法，该方法在不加溶剂的条件下，使用氨基硅油、聚醚、二异氰酸酯为原料，进行共聚反应制得有机硅改性聚氨酯。但是，该方法存在的问题在于：与含羟基的聚硅氧烷相比，氨基硅油与二异氰酸酯的反应活性过强，反应速度较快，不易控制。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对上述现有技术存在的问题，提出一种流动性良好且反应活性适中的有机硅聚醚多元醇，并提供一种产品转化率很高的制备该多元醇的方法，此外还提供一种采用该多元醇制备有机硅改性聚氨酯弹性体的方法。

为达到以上目的，本发明的技术方案如下：

本发明提供一种如式I所示的有机硅聚醚多元醇，分子量为250-10000，酸值为0.5-4mg KOH/g，羟值为10-450mg KOH/g；性状为浅褐色透明状液体；

其中，n、x、y均为整数，n的取值范围是0-80(优选0-25)，x的取值范围是0-40，y的取值范围是0-40。

本发明还提供一种前述有机硅聚醚多元醇的制备方法，包括以下步骤：

式II化合物和式III化合物进行聚合反应后得到前述有机硅聚醚多元醇；

式II中，n为整数，n的取值范围是0-80(优选0-25)；式II化合物的含氢量优选0.03-1.5％，分子量优选134-6100；

式III中，x、y均为整数，x的取值范围是0-40，y的取值范围是0-40；式III化合物的分子量优选58-3000。

式II化合物为Si-H基封端的聚二甲基硅氧烷，式III化合物为聚醚，均为市售品。

优选的，式II化合物和式III化合物反应的具体过程为：将式II化合物、式III化合物、含铂的催化剂加入反应釜中，然后在氮气保护下加热进行反应，反应温度范围为100℃-140℃，反应时间范围为3-8小时；其中，式II化合物和式III化合物的摩尔比为1∶2-2.2。

优选的，含铂的催化剂重量占式II化合物和式III化合物重量和的比例为20-50μg Pt/g；含铂的催化剂选自氯铂酸溶液、铂金催化剂、铂分子配合物。

更优选的，所述氯铂酸溶液的溶剂为异丙醇、乙醇、四氢呋喃，优选异丙醇。

通常氯铂酸溶液可选用市售Speier催化剂，铂金催化剂可选用市售Karstedt催化剂。

本发明还提供一种采用前述有机硅聚醚多元醇制备有机硅改性聚氨酯弹性体的方法，包括以下步骤：

第一步、将前述有机硅聚醚多元醇与二异氰酸酯反应得到预聚体(即经初步聚合得到的物质)；

第二步、将预聚体与扩链剂反应得到有机硅改性聚氨酯弹性体。