[发明专利]一种萜类基聚硅氧烷、其制备方法、及改性双组份水性聚氨酯

说明书

本发明公开了一种萜类基聚硅氧烷、其制备方法、及改性双组份水性聚氨酯，一种萜类基聚硅氧烷的结构式为：或改性双组份水性聚氨酯由萜类基聚硅氧烷、聚丙二醇‑400、聚异氰酸酯‑3100和去离子水制成。本发明萜类酯基聚硅氧烷改性双组份水性聚氨酯，具有优异的耐热性、耐水性、耐候性、力学性能、疏水性及耐溶剂性，镜面光泽好，附着力好，柔韧性好，拉伸强度5.10MPa，接触角100°，无VOC释放；制备步骤简便，容易操作。

技术领域

本发明涉及一种萜类基聚硅氧烷、其制备方法、及改性双组份水性聚氨酯，属于双组份水性聚氨酯的改性领域。

背景技术

水性聚氨酯(WPU)是一类环保型高分子材料。与传统的溶剂型聚氨酯相比，水性聚氨酯具有良好的柔韧性、耐低温和耐疲劳等性能，并且水性聚氨酯可以降低挥发性有机物(VOC)的排放。水性聚氨酯又分为单组分水性聚氨酯和双组份水性聚氨酯，两者相比，双组份水性聚氨酯的制备操作简单，而且固化操作较简便。但由于亲水基团的引入，使得双组份水性聚氨酯的耐水性、耐候性和力学性能明显减弱。为了改善双组份水性聚氨酯材料的性能，扩展其应用范围，近年来对水性聚氨酯材料的改性研究取得较大的发展，其中有机硅氧烷的引入引起了巨大的关注。

中国专利文献CN108997918A公开了一种有机硅改性水性聚氨酯面漆，采用水性有机硅树脂、水性羟基树脂、分散剂、pH调节剂和增稠剂作为A组分，含异氰酸酯水分散体和助溶剂作为B组分，按照一定比例充分混匀后，得到有机硅改性双组份水性聚氨酯面漆，虽然具有良好的耐候性和耐水性，但力学性能仍有待提高。中国专利文献 CN201510940055公开了一种双组份水性聚氨酯透明导热涂层的制备方法，采用聚碳酸酯二元醇、三羟甲基丙烷、2,2’-二羟甲基丙酸、1-4-丁二醇、分子量2000的端羟基硅油、己二异氰酸酯、二月桂酸二丁基锡、丙酮制备预聚物，之后用三乙胺中和，加入去离子水乳化，旋蒸去除溶剂后得到有机硅改性的羟基型水性聚氨酯，加入氧化铝、氧化石墨、水性消泡剂、流平剂、分散剂、增稠剂、聚氨酯，搅拌之后过滤涂膜常温放置一段时间，烘箱低温烤30min，取出后常温固化24h，得到双组份水性聚氨酯膜。具有良好的导热性，但力学性能和耐水性明显不足。因此，制备性能更加优异的双组分水性聚氨酯具有重要的意义。

发明内容

为了解决现有技术存在的双组份水性聚氨酯耐水性差、耐候性差、力学性能差等缺点，本发明提供一种萜类基聚硅氧烷、及其改性双组份水性聚氨酯，所得的双组份水性聚氨酯具有拉伸强度较大、耐水性好、耐化学试剂性好和疏水性优良等特点。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：

一种萜类基聚硅氧烷，其结构式为：

其中，x和y的取值范围均为20-50，z的取值范围为 10-20。

上述萜类基聚硅氧烷可用于制备改性双组份水性聚氨酯。

上述萜类基聚硅氧烷的合成路线为：

其中，n的取值范围为30-100，x和y的取值范围均为20-50，z的取值范围为10-20。

为了提高产品的纯度和得率，萜类基聚硅氧烷的制备方法：在惰性气体氛围下，在温度为55-95℃下，将含氢硅油和Karstedt催化剂搅拌混匀，然后滴加柠檬烯、丙烯酸异冰片酯或甲基丙烯酸异冰片酯；滴完后，在温度为55-95℃下继续搅拌反应3-20min，反应结束后，得到透明或乳白色液体，即为萜类基聚硅氧烷。

为了提高反应效率，上述柠檬烯、丙烯酸异冰片酯或甲基丙烯酸异冰片酯的质量用量为含氢硅油质量的0.40-1.25倍，Karstedt催化剂的质量用量为含氢硅油质量的0.5‰-3‰。

为了进一步保证所得产品的耐水性和疏水性，上述萜类基聚硅氧烷的制备方法中，整个过程的搅拌速度均为50-300r/min。