一种氨基硅烷封端SPU聚合物及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种氨基硅烷封端SPU聚合物及其制备方法，本发明专利技术的氨基硅烷封端SPU聚合物的制备方法是先制备一种仲氨基硅烷，然后用其对端NCO预聚体进行封端。由于仲氨基和NCO基团反应后不能继续再反应，同时也能够减少氢键的生成，因此最终可制备得到较低粘度的氨基硅烷封端的SPU聚合物。

【技术实现步骤摘要】
一种氨基硅烷封端SPU聚合物及其制备方法
本专利技术涉及SPU聚合物领域，具体涉及一种氨基硅烷封端SPU聚合物及其制备方法。
技术介绍
硅烷改性聚氨酯又称SPU聚合物，是一种能够室温湿气快速固化的树脂。其对大部分基材均具有较好的粘接性能，同时具有较大的断裂伸长率和较低的模量，主要应用于建筑密封和机械装配领域。SPU聚合物综合了硅酮胶和聚氨酯胶二者的优势，同时弥补了各自的不足，在很多领域均可以完全替代二者使用，并表现出更加优异的综合性能。其中硅烷氧基的结构能够提供足够的内聚强度和粘接性能，同时区别于硅酮胶的是，其分子主链中的醚键和其他极性基团能够使涂料和油漆良好的附着，具备优异的可涂饰性，相对于聚氨酯胶，SPU聚合物在固化过程中不会发泡且毒性低。三者的性能比较如下表1所示。表1粘接性涂饰性操作性弹性耐候性环保性耐热性储存性107胶+-/+++++++++聚氨酯胶++-+----SPU聚合物++++++++-++其中：+表示好；++表示非常好；-表示一般；-/表示差传统氨基硅烷封端SPU聚合物的制备方法是在制备端NCO预聚体的基础上，采用氨基硅烷如KH550进行封端反应。由于氨基与端NCO预聚体的反应活性极高，且反应生成的脲键在催化剂的作用下能够继续和NCO基团反应生成缩二脲，因此一般需要控制在较低的温度下进行封端，同时要严格控制氨基硅烷的加料速度，防止反应过程中放热发生副反应，交联或者凝胶的风险极高，不利于大规模生产。但是即便能够很好控制副反应，封端后生成的脲键也极易形成氢键，导致体系粘度极高，一般在100000mPa.s以上。
技术实现思路
为解决现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种氨基硅烷封端SPU聚合物及其制备方法。本专利技术的氨基硅烷封端SPU聚合物的制备方法是先制备一种仲氨基硅烷，然后用其对端NCO预聚体进行封端。由于仲氨基和NCO基团反应后不能继续再反应，同时也能够减少氢键的生成，因此最终可制备得到较低粘度的氨基硅烷封端的SPU聚合物。具体地，本专利技术氨基硅烷封端SPU聚合物的制备方法，其是以仲氨基硅烷封端。本专利技术氨基硅烷封端SPU聚合物的制备方法，包括下述步骤：向反应釜中加入1000重量份大分子量聚醚、27.9～35.7重量份甲苯二异氰酸酯(TDI)或35.6～45.6重量份异氟尔酮二异氰酸酯(IPDI)、0.07～0.12重量份二月桂酸二丁基锡(DBTDL)，搅拌并升温至38～65℃反应4～6h，然后向反应釜中加入仲氨基硅烷搅拌，反应直至采用标准的丙酮二正丁胺滴定法不再有NCO基团存在时，即获得所述氨基硅烷封端SPU聚合物。其中，加入仲氨基硅烷的目的是用于封端，其加入量无特殊限定，优选43-97重量份。其中，所述仲氨基硅烷由下述方法制备：以KH550和丙烯酸酯类化合物为原料，在10～60℃搅拌反应3～7h，减压蒸馏除去多余反应物，得到透明粘稠状液体。此外，所述KH550与丙烯酸酯类化合物的摩尔比为1：0.9～1.2。其中，KH550也可以使用美国联碳公司A―1100、日本信越KBM-903代替，KH550的化学名称为γ―氨丙基三乙氧基硅烷、3-氨丙基三乙氧基硅烷或3-APTS。此外，所述丙烯酸酯类化合物为丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异冰片酯、丙烯酸异辛酯、3-三甲氧基硅烷丙烯酸丙酯中的任意一种。此外，将KH550和丙烯酸酯类化合物同时加入反应釜中、或者以其中一种为底料将另一种滴加到反应釜中。此外，所述大分子量聚醚羟值为10mgKOH/g。进一步地，所述大分子量聚醚为PPG12000。本专利技术还提供一种如上所述的制备方法制得的氨基硅烷封端SPU聚合物。相对于传统氨基硅烷封端SPU的制备方法，本专利技术所提供的合成方法具有如下优点：(1)不会形成缩二脲的结构，可以有效减少体系内的氢键，产品的粘度低，在20000～35000mPa.s。(2)封端过程中不用担心凝胶问题；(3)封端效率高，1h左右可完成封端；(4)分子量分布均一。附图说明图1是实施例1～4所制备SPU聚合物的红外光谱图。图2是实施例3所制备SPU聚合物的流变图。具体实施方式下面结合附图及实施例详细介绍本专利技术技术方案，但本专利技术并不限定于这些实施例。实施例1取221g(1mol)KH550和77.5g(0.9mol)丙烯酸甲酯同时加入反应釜中，加料完毕后保持10℃搅拌反应3h，然后减压蒸馏除去多余反应物，得到透明粘稠状液体。向反应釜中加入1000g大分子量聚醚(PPG12000、羟值为10mgKOH/g)、27.9gTDI、0.07gDBTDL，搅拌并升温至38℃反应4h，然后向反应釜中加入43.7g步骤一中所制备的仲氨基硅烷搅拌反应直至采用标准的丙酮二正丁胺滴定法不再有NCO基团存在时，即可出料获得本专利技术的氨基硅烷封端SPU聚合物，红外光谱图如图1所示。实施例2取221g(1mol)KH550和77.5g(0.9mol)丙烯酸甲酯同时加入反应釜中，加料完毕后保持10℃搅拌反应3h，然后减压蒸馏除去多余反应物，得到透明粘稠状液体。向反应釜中加入1000g大分子量聚醚(PPG12000、羟值为10mgKOH/g)、35.7gTDI、0.07gDBTDL，搅拌并升温至38℃反应4h，然后向反应釜中加入43.7g步骤一中所制备的仲氨基硅烷搅拌反应直至采用标准的丙酮二正丁胺滴定法不再有NCO基团存在时，即可出料获得本专利技术的氨基硅烷封端SPU聚合物，红外光谱图如图1所示。实施例3取221g(1mol)KH550和250g(1.2mol)丙烯酸异冰片酯，以KH550为底料滴加丙烯酸异冰片酯，加料完毕后保持60℃搅拌反应7h，然后减压蒸馏除去多余反应物，得到透明粘稠状液体。向反应釜中加入1000g大分子量聚醚(PPG12000、羟值为10mgKOH/g)、45.6gIPDI、0.12gDBTDL，搅拌并升温至65℃反应6h，然后向反应釜中加入97.5g步骤一中所制备的仲氨基硅烷搅拌反应直至采用标准的丙酮二正丁胺滴定法不再有NCO基团存在时，即可出料获得本专利技术的氨基硅烷封端SPU聚合物，红外光谱图如图1所示。实施例4取221g(1mol)KH550和1.0mol丙烯酸异辛酯，以丙烯酸异辛酯为底料，滴加KH550，加料完毕后保持30℃搅拌反应5h，然后减压蒸馏除去多余反应物，得到透明粘稠状液体。向反应釜中加入1000g大分子量聚醚(PPG12000、羟值为10mgKOH/g)、35.6gIPDI、0.09gDBTDL，搅拌并升温至45℃反应5h，然后向反应釜中加入86g步骤一中所制备的仲氨基硅烷搅拌反应直至采用标准的丙酮二正丁胺滴定法不再有NCO基团存在时，即可出料获得本专利技术的氨基硅烷封端SPU聚合物，红外光谱图如图1所示。本专利技术所制备的SPU聚合物的性能参数如下述表1所示。表1应用例1：使用实施例3中所制备的SPU聚合物，采用行星搅拌机按照如下表2所示配方进行混合均匀并脱泡，流变图如图2所示。表2固化7天后按照ISO标准(ISO37:2011/ISO868:2003/ASTMD2377:2014)对其性能进行测试，结果如下表3所示。表3性能测试结果表干时间(min)200拉伸强度(MPa)2.8断裂伸长率(％)270最后应说明的是：以上所述仅为本专利技术的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种氨基硅烷封端SPU聚合物的制备方法，其特征在于，以仲氨基硅烷封端。

【技术特征摘要】
1.一种氨基硅烷封端SPU聚合物的制备方法，其特征在于，以仲氨基硅烷封端。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，包括下述步骤：向反应釜中加入1000重量份大分子量聚醚、27.9～35.7重量份甲苯二异氰酸酯(TDI)或35.6～45.6重量份异氟尔酮二异氰酸酯(IPDI)、0.07～0.12重量份二月桂酸二丁基锡(DBTDL)，搅拌并升温至38～65℃反应4～6h，然后向反应釜中加入仲氨基硅烷搅拌，反应直至采用标准的丙酮二正丁胺滴定法不再有NCO基团存在时，即获得所述氨基硅烷封端SPU聚合物。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述仲氨基硅烷由下述方法制备：以KH550和丙烯酸酯类化合物为原料，在10～60℃搅拌反应3～7h，减压蒸馏除去多余反应物，...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑晓强，王宇，白永平，
申请(专利权)人：无锡龙驰氟硅新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32