[发明专利]一种水性聚氨酯-硅溶胶防雾涂料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种水性聚氨酯-硅溶胶防雾涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤，

（1）将二异氰酸酯加入到第一类聚多元醇和第二类聚多元醇中，在催化剂作用下进行聚合反应，依次加入羧酸型亲水扩链剂和多羟基封端剂后，进行预聚合反应，得到端羟基聚氨酯预聚物；所述第一类聚多元醇为聚己二酸1,4-丁二醇酯-2000、聚己二酸己二醇酯二醇-2000、聚己内酯二醇-2000、含碳酸酯基聚多元醇、聚氧化丙烯多元醇和聚四氢呋喃醚多元醇中的至少一种，第二类聚多元醇为聚乙二醇；

（2）将异氰酸酯基型硅烷偶联剂添加到端羟基聚氨酯预聚物中进行化学键合反应，得到末端既有羟基又有硅氧烷的端羟基有机硅-聚氨酯预聚物；

（3）将端羟基有机硅-聚氨酯预聚物和三乙胺混合进行中和反应，得到聚氨酯预聚物，再与水混合分散，得到水性聚氨酯乳液；

（4）将硅溶胶、固化剂和水性聚氨酯乳液混合，得到水性聚氨酯-硅溶胶防雾涂料；

所述多羟基封端剂为季戊四醇和三羟甲基氨基甲烷中的一种或两种；

步骤（2）所述异氰酸酯基型硅烷偶联剂为3-异氰酸丙基三乙氧基硅烷；

步骤（4）所述硅溶胶为氨基型硅溶胶；

所述硅溶胶与水性聚氨酯乳液的质量比为3~10:10；步骤（1）还加入小分子交联剂，其占步骤（3）中聚氨酯预聚物固体质量的0.1~1%；所述第一类聚多元醇与第二类聚多元醇的质量比为60~90:10~40；所述第一类聚多元醇与第二类聚多元醇的质量总和占步骤（3）中聚氨酯预聚物固体质量的50~60%；所述羧酸型亲水扩链剂占步骤（3）中聚氨酯预聚物固体质量的1~7%；所述二异氰酸酯和多羟基封端剂加入量使水性聚氨酯体系R值保持在1.00~1.15；所述异氰酸酯基型硅烷偶联剂占步骤（3）中聚氨酯预聚物固体质量的5~7%。

2.根据权利要求1所述一种水性聚氨酯-硅溶胶防雾涂料的制备方法，其特征在于，步骤（1）所述第一类聚多元醇为聚丙二醇-2000、聚碳酸酯二醇-2000和聚四氢呋喃二醇-2000中的一种或两种；所述第二类聚多元醇为分子量400~1000的聚乙二醇中的一种或两种；所述二异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯和异佛尔酮二异氰酸酯中的一种或两种；所述羧酸型亲水扩链剂为二羟甲基丙酸和二羟甲基丁酸中的一种或者两种；所述催化剂为二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡或有机铋催化剂。

3.根据权利要求1所述一种水性聚氨酯-硅溶胶防雾涂料的制备方法，其特征在于，所述固化剂为活性封闭型脂肪族聚异氰酸酯或氨基树脂。

4.根据权利要求1-3任一项所述一种水性聚氨酯-硅溶胶防雾涂料的制备方法，其特征在于，步骤（1）所述聚合反应为在80~90 ℃下反应2~2.5h；所述预聚合反应为在80~90 ℃下反应2~2.5h；步骤（2）所述化学键合反应为在60~65 ℃下反应3~4 h；步骤（3）所述中和反应为在25~45℃下反应20 min~30 min。

5.根据权利要求4所述一种水性聚氨酯-硅溶胶防雾涂料的制备方法，其特征在于，所述小分子交联剂为三羟甲基乙烷和三羟甲基丙烷中的一种或两种；所述小分子交联剂占步骤（3）中聚氨酯预聚物固体质量的0.5%；所述第一类聚多元醇与第二类聚多元醇的质量比为70~80:20~30；所述第一类聚多元醇与第二类聚多元醇的质量总和占步骤（3）中聚氨酯预聚物固体质量的55%；所述的羧酸型亲水扩链剂占步骤（3）中聚氨酯预聚物固体质量的4%。

6.根据权利要求1-3任一项所述一种水性聚氨酯-硅溶胶防雾涂料的制备方法，其特征在于，步骤（1）所述预聚合反应后视体系黏度加入丙酮进行降黏；所述硅溶胶包括科翰硅制品有限公司的KHJN-1430和百特新材料公司的S-1430中的一种或两种；所述固化剂包括科思创的BL XP 2706或CYMEL303中的一种或两种。